[0001] Die Erfindung betrifft ein Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät zum Messen eines Massenstroms
eines fluiden Meßstoff.
[0002] In der industriellen Meßtechnik werden - insb. auch im Zusammenhang mit der Regelung
und Überwachung von automatisierten verfahrenstechnischen Prozessen - zur hochgenauen
Ermittlung einer oder mehrerer Meßgrößen, beispielsweise eines Massenstroms und/oder
einer Dichte, eines in einer Prozeßleitung, beispielsweise einer Rohrleitung, strömenden
Meßstoffs, beispielsweise einer Flüssigkeiten, eines Gases oder einer Dispersion,
oftmals jeweils mittels einer - zumeist mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildeten
- Umformerschaltung sowie einem mit nämlicher Umformerschaltung elektrisch verbundenen,
im Betrieb vom zu messenden Meßstoff durchströmten Meßwandler vom Vibrationstyp gebildete
Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräte verwendet.
[0003] Beispiele für solche, beispielsweise auch als Dichte- und/oder Viskositäts-Meßgeräte,
ausgebildeten Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräte sind u.a. in der
EP-A 564 682, der
EP-A 816 807, der
EP-A 644 403, der
US-A 2002/0033043, der
US-A 2006/0096390, der
US-A 2007/0062309, der
US-A 2007/0119264, der
US-A 2008/0011101, der
US-A 2008/0047362, der
US-A 2008/0190195, der
US-A 2008/0250871, der
US-A 2010/0005887, der
US-A 2010/0011882, der
US-A 2010/0257943, der
US-A 2011/0161017, der
US-A 2011/0178738, der
US-A 2011/0219872, der
US-A 2011/0265580, der
US-A 2011/0271756, der
US-A 2012/0123705, der
US-A 2013/0042700, der
US-A 2016/0071639, der
US-A 2016/0313162, der
US-A 2016/0187176, der
US-A 2017/0003156, der
US-A 2017/0261474, der
US-A 44 91 009, der
US-A 47 56 198, der
US-A 47 77 833, der
US-A 48 01 897, der
US-A 48 76 898, der
US-A 49 96 871, der
US-A 50 09 109, der
US-A 52 87 754, der
US-A 52 91 792, der
US-A 53 49 872, der
US-A 57 05 754, der
US-A 57 96 010, der
US-A 57 96 011, der
US-A 58 04 742, der
US-A 58 31 178, der
US-A 59 45 609, der
US-A 59 65 824, der
US-A 60 06 609, der
US-A 60 92 429, der
US-B 62 23 605, der
US-B 63 11 136, der
US-B 64 77 901, der
US-B 65 05 518, der
US-B 65 13 393, der
US-B 66 51 513, der
US-B 66 66 098, der
US-B 67 11 958, der
US-B 68 40 109, der
US-B 68 83 387, der
US-B 69 20 798, der
US-B 70 17 424, der
US-B 70 40 181, der
US-B 70 77 014, der
US-B 71 43 655, der
US-B 72 00 503, der
US-B 72 16 549, der
US-B 72 96 484, der
US-B 73 25 462, der
US-B 73 60 451, der
US-B 76 65 369, der
US-B 77 92 646, der
US-B 79 54 388, der
US-B 82 01 460, der
US-B 83 33 120, der
US-B 86 95 436, der
WO-A 00/19175, der
WO-A 00/34748, der
WO-A 01/02812, der
WO-A 01/02816, der
WO-A 01/71291, der
WO-A 02/060805, der
WO-A 2005/050145, der
WO-A 2005/093381, der
WO-A 2007/043996, der
WO-A 2008/013545, der
WO-A 2008/059262, der
WO-A 2009/148451, der
WO-A 2010/099276, der
WO-A 2013/092104, der
WO-A 2014/151829, der
WO-A 2016/058745, der
WO-A 2017/069749, der
WO-A 2017/123214, der
WO-A 2017/137347, der
WO-A 2017/143579, der
WO-A 2018/160382,der
WO-A 2018/174841, der
WO-A 85/05677, der
WO-A 88/02853, der
WO-A 88/03642, der
WO-A 89/00679, der
WO-A 94/21999, der
WO-A 95/03528, der
WO-A 95/16897, der
WO-A 95/29385, der
WO-A 95/29386, der
WO-A 98/02725, der
WO-A 99/40 394,
WO-A 2018/028932, der
WO-A 2018/007176, der
WO-A 2018/007185 oder der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE102018102831.8 beschrieben.
[0004] Der Meßwandler eines jeden der darin gezeigten Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräte
umfaßt wenigstens ein Vibrationselement, das typischerweise als ein zumindest abschnittsweise
gerades und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmtes, z.B. U-, V-, S-, Z- oder Ω-artig
geformtes, Meßrohr mit einem von einer Rohrwand umgebenen Lumen zum Führen des Meßstoffs
ausgebildet ist, oder das - wie u.a. auch in der
WO-A 2018/160382, der
US-A 2016/0187176 oder der vorbezeichneten Patentanmeldung
DE102018102831.8 gezeigt - beispielsweise auch als ein innerhalb eines Lumens eines vom Meßstoff durchströmten
Rohrs plaziertes Verdrängerelement ausgebildet sein kann. Das wenigstens eine Vibrationselement
ist dafür eingerichtet, vom Meßstoff kontaktiert, beispielsweise nämlich vom Meßstoff
durchströmt und/oder umströmt, und währenddessen vibrieren gelassen zu werden, insb.
derart, daß es Nutzschwingungen, nämlich mechanische Schwingungen um eine Ruhelage
mit einer auch von der Dichte des Mediums mitbestimmten, mithin als Maß für die Dichte
verwendbaren Nutzfrequenz ausführt. Bei herkömmlichen, nicht zuletzt Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten
mit als Meßrohr ausgebildetem Vibrationselement, dienen typischerweise Biegeschwingungen
auf einer natürlichen Resonanzfrequenz als Nutzschwingungen, beispielsweise solche
Biegeschwingungen, die einem dem Meßwandler immanenten natürlichen Biegeschwingungsgrundmode
entsprechen, in dem die Schwingungen des Vibrationselements solche Resonanzschwingungen
sind, die genau einen Schwingungsbauch aufweisen. Die Nutzschwingungen sind bei einem
zumindest abschnittsweise gekrümmtem Meßrohr als Vibrationselement zudem typischerweise
so ausgebildet, daß das nämliches Meßrohr um eine ein einlaßseitiges und ein außlaßseitiges
Ende des Meßrohrs imaginär verbindenden gedachte Schwingungsachse nach Art eines an
einem Ende eingespannten Auslegers pendelt, während hingegen bei Meßwandlern mit einem
geraden Meßrohr als Vibrationselement die Nutzschwingungen zumeist Biegeschwingungen
in einer einzigen gedachten Schwingungsebene sind.
[0005] Es ist zudem bekannt, das wenigstens eine Vibrationselement, beispielsweise zwecks
Durchführung wiederkehrender Überprüfungen des Meßwandlers während des Betriebs des
Meßgeräts, gelegentlich auch zu zeitlich andauernden erzwungenen Schwingungen außer
Resonanz anzuregen oder gelegentlich auch freie gedämpfte Schwingungen des wenigstens
einen Vibrationselements zu ermöglichen sowie nämliche Schwingungen jeweils auszuwerten,
etwa um, wie u.a. auch in der vorgenannten
EP-A 816 807,
US-A 2011/0178738 oder
US-A 2012/0123705 beschrieben, allfällige Beschädigungen des wenigstens einen Vibrationselements möglichst
frühzeitig zu detektieren, die eine unerwünschte Verringerung der Meßgenauigkeit und/oder
der Betriebssicherheit des jeweiligen Meßgeräts bewirken können.
[0006] Bei Meßwandlern mit zwei jeweils als Meßrohr ausgebildeten Vibrationselementen sind
diese zumeist über ein sich zwischen den Meßrohren und einem einlaßseitigen Anschlußflansch
erstreckenden einlaßseitig Verteilerstück sowie über ein sich zwischen den Meßrohren
und einem auslaßseitigen Anschlußflansch erstreckenden auslaßseitig Verteilerstück
in die jeweilige Prozeßleitung eingebunden. Bei Meßwandlern mit einem einzigen Meßrohr
als Vibrationselement kommuniziert letzteres zumeist über ein einlaßseitig einmündendes
Verbindungsrohr sowie über ein auslaßseitig einmündendes Verbindungsrohr mit der Prozeßleitung.
Ferner umfassen Meßwandler mit einem einzigen Meßrohr als Vibrationselement jeweils
wenigstens ein weiteres, nämlich als ein, beispielsweise rohr-, kasten- oder plattenförmigen,
Gegenschwinger ausgebildetes, gleichwohl nicht vom Meßstoff kontaktiertes Vibrationselement,
das unter Bildung einer ersten Kopplungszone einlaßseitig an das Meßrohr gekoppelt
ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone auslaßseitig an das Meßrohr
gekoppelt ist, und das im Betrieb im wesentlichen ruht oder entgegengesetzt zum Meßrohr
oszilliert. Das dabei mittels Meßrohr und Gegenschwinger gebildete Innenteil des Meßwandlers
ist zumeist allein mittels der zwei Verbindungsrohre, über die das Meßrohr im Betrieb
mit der Prozeßleitung kommuniziert, in einem schutzgebenden Aufnehmer-Gehäuse gehaltert,
insb. in einer Schwingungen des Innenteils relativ zum Aufnehmer-Gehäuse ermöglichenden
Weise. Bei den beispielsweise in der
US-A 52 91 792, der
US-A 57 96 010, der
US-A 59 45 609, der
US-B 70 77 014, der
US-A 2007/0119264, der
WO-A 01/02 816 oder auch der
WO-A 99/40 394 gezeigten Meßwandlern mit einem einzigen, im wesentlichen geraden Meßrohr sind letzteres
und der Gegenschwinger, wie bei herkömmlichen Meßwandlern durchaus üblich, zueinander
im wesentlichen koaxial ausgerichtet, indem der Gegenschwinger als im wesentlichen
gerader Hohlzylinder ausgebildet und im Meßwandler so angeordnet ist, daß das Meßrohr
zumindest teilweise vom Gegenschwinger ummantelt ist. Als Materialien für solche Gegenschwinger
kommen, insb. auch bei Verwendung von Titan, Tantal oder Zirkonium für das Meßrohr,
zumeist vergleichsweise kostengünstige Stahlsorten, wie etwa Baustahl oder Automatenstahl,
zum Einsatz.
[0007] Zum aktiven Anregen bzw. Aufrechterhalten von Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements,
nicht zuletzt auch den vorbezeichneten Nutzschwingungen, weisen Meßwandler vom Vibrationstyp
des weiteren wenigstens einen im Betrieb auf das wenigstens eine Vibrationselement
einwirkenden elektromechanischen, typischerweise ebenfalls elektrodynamischen Schwingungserreger
auf. Der mittels eines Paars elektrischer Anschlußleitungen, beispielsweise in Form
von Anschlußdrähten und/oder inform von Leiterbahnen einer flexiblen Leiterplatte,
mit der vorbezeichneten Umformerschaltung elektrisch verbundene Schwingungserreger
dient im besonderen dazu, angesteuert von einem in der Umformerschaltung vorgesehenen
Antriebselektronik generierten und entsprechend konditionierten, nämlich zumindest
an sich verändernde Schwingungseigenschaften des wenigstens einen Vibrationselemnts
angepaßten elektrischen Treibersignal eine mittels nämlichen Treibersignals eingespeiste
elektrische Erregerleistung in eine an einem vom Schwingungserreger gebildeten Angriffspunkt
auf das wenigstens eine Vibrationselment wirkende Antriebskraft zu wandeln. Die Antriebselektronik
ist im besonderen auch dafür eingerichtet, das Treibersignal mittels interner Regelung
so einzustellen, daß es eine der anzuregenden, gelegentlich auch zeitlich ändernden
Nutzfrequenz entsprechende Signalfrequenz aufweist, ggf. als bei einer durch einen
Erregerstrom, nämlich einen elektrischen Strom des Treibersignals vorgegebenen Schwingungsamplitude.
Das Treibersignal kann beispielsweise im Betrieb des Meßgeräts gelegentlich auch abgeschaltet
werden, beispielsweise zwecks Ermöglichen der vorbezeichneten freien gedämpften Schwingungen
des wenigstens einen Vibrationselements oder beispielsweise, wie in der eingangs erwähnten
WO-A 2017143579 vorgeschlagen, um die Antriebselektronik vor einer Überlastung zu schützen.
[0008] Schwingungserreger marktgängiger Meßwandler vom Vibrationstyp sind typischerweise
nach Art einer nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitenden Schwingspule, nämlich
einer Luftspule-Magnet-Anordnung aufgebaut, die mittels einer - bei Meßwandlern mit
einem Meßrohr und einem daran gekoppelten Gegenschwinger gebildeten Vibrationselementen
zumeist an letzterem fixierten - Luftspule, nämlich einer keinen magnetischen Kern,
sondern vielmehr Luft einschließenden Spule sowie einen mit der wenigstens einen Luftspule
wechselwirkenden als Anker dienenden - beispielsweise entsprechend an vorbezeichnetem
Meßrohr
fixierten - Permanentmagneten gebildet ist und bei der die jeweilige Luftspule zumindest
teilweise in einem einen Magnetischer Fluß führenden Luftspalt des Permanentmagneten
positioniert ist. Permanentmagneten und Luftspule sind dabei üblicherweise so ausgerichtet,
daß sie zueinander im wesentlichen koaxial verlaufen, und zudem dafür eingerichtet,
relativ zueinander bzw. gegengleich bewegt zu werden, derart, daß bei durch die Luftspule
fließendem Erregerstrom der Permanentmagnet und die in dessen Luftspalt befindliche
Luftspule im wesentlichen translatorisch hin- und her bewegt werden. Zudem ist bei
herkömmlichen Meßwandlern der Schwingungserreger zumeist so ausgebildet und plaziert,
daß er im wesentlichen mittig an das wenigstens eine Meßrohr angreift. Alternativ
zu einem eher zentral und direkt auf das wenigstens eine Vibrationselement wirkenden
Schwingungserreger können, wie u.a. in der eingangs erwähnten
US-A 60 92 429, beispielsweise auch mittels zweier nicht im Zentrum des wenigstens einen Vibrationselement,
sondern eher ein- bzw. auslaßseitig an diesem fixierten Schwingungserreger zum aktiven
Anregung mechanischer Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements verwendet
werden oder, wie u.a. in der
US-B 62 23 605 oder der
US-A 55 31 126 vorgeschlagen, beispielsweise auch mittels eines zwischen dem wenigstens einen Vibrationselement
und dem Aufnehmer-Gehäuse wirkenden Schwingungserreger gebildete Erregeranordnungen
verwendet werden.
[0009] Aufgrund der Nutzschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements, werden - nicht
zuletzt auch für den Fall, daß die Nutzschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements
quer zur Strömungsrichtung auf den strömenden Meßstoff wirkende Biegeschwingungen
sind - im Meßstoff bekanntlich auch vom momentanen Massenstrom abhängige Corioliskräfte
induziert. Diese wiederum können vom Massenstrom abhängige, sich den Nutzschwingungen
überlagernde Coriolisschwingungen des Vibrationselements, ebenfalls mit Nutzfrequenz,
bewirken, derart, daß zwischen einlaßseitigen und auslaßseitigen Schwingungsbewegungen
des die Nutzschwingungen ausführenden und zugleich vom Medium durchströmten wenigstens
einen Meßrohrs eine auch vom Massenstrom abhängige, mithin auch als Maß für die Massendurchflußmessung
nutzbare Laufzeit- bzw. Phasendifferenz detektiert werden kann. Bei einem zumindest
abschnittsweise gekrümmtem Meßrohr als Vibrationselement, bei dem für die Nutzschwingungen
eine Schwingungsform, in der nämliches Meßrohr nach Art eines an einem Ende eingespannten
Auslegers pendeln gelassen wird, gewählt ist, entsprechen die resultierenden Coriolisschwingungen
beispielsweise jenem - gelegentlich auch als Twist-Mode bezeichneten - Biegeschwingungsmode,
in dem das Meßrohr Drehschwingungen um eine senkrecht zur erwähnten gedachten Schwingungsachse
ausgerichtete gedachte Drehschwingungsachse ausführt, wohingegen bei einem geraden
Meßrohr als Vibrationselement, dessen Nutzschwingungen als Biegeschwingungen in einer
einzigen gedachten Schwingungsebene ausgebildet sind, die Coriolisschwingungen beispielsweise
als zu den Nutzschwingungen im wesentlichen koplanare Biegeschwingungen sind.
[0010] Zum Erfassen sowohl einlaßseitiger als auch auslaßseitiger Schwingungsbewegungen
des wenigstens einen Vibrationselements, nicht zuletzt auch den den Nutzschwingungen
entsprechenden, und zum Erzeugen wenigstens zweier von der zu messenden Massenstrom
beeinflußten elektrischen Schwingungsmeßsignalen weisen Meßwandler der in Rede stehenden
Art desweiteren zwei oder mehr entlang des wenigstens einen Vibrationselements voneinander
beabstandete, beispielsweise jeweils mittels eines eigenen Paars elektrischer Anschlußleitungen
mit eine in der vorbezeichneten Umformerschaltung elektrisch verbundenen, Schwingungssensoren
auf. Jeder der Schwingungssensoren ist eingerichtet, die vorbezeichneten Schwingungsbewegungen
an einem jeweiligen Meßpunkt zu erfassen und jeweils in ein nämliche Schwingungsbewegungen
repräsentierendes elektrisches Schwingungsmeßsignal zu wandeln, das eine Nutzkomponente,
nämlich eine (spektrale) Signal- bzw. nämlich eine Wechselspannungskomponente mit
einer der Nutzfrequenz entsprechenden (Signal-)Frequenz und einer von der Nutzfrequenz
und einem im jeweiligen Schwingungssensor etablierten magnetischer Fluß abhängigen
(Signal-)Ampitude enthält, und nämliches Schwingungsmeßsignal jeweils der Umformerschaltung,
beispielsweise nämlich einer mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildeten Meß-
und Steuer-Elektronik der Umformerschaltung, zur weiteren, ggf. auch digitalen Verarbeitung
zur Verfügung zu stellen. Zudem sind die wenigstens zwei Schwingungssensoren so ausgestaltet
und angeordnet, daß die vorbezeichnete Nutzkomponente der damit generierten Schwingungsmeßsignale
zudem jeweils einen vom Massenstrom abhängigen Phasenwinkel aufweisen, derart zwischen
den Nutzkomponenten beider Schwingungsmeßsignale eine vom Massenstrom abhängige Laufzeit-
bzw. Phasendifferenz meßbar ist. Basierend auf nämlicher Phasendifferenz ermittelt
die Umformerschaltung bzw. deren Meß- und Steuer-Elektronik wiederkehrend den Massenstrom
repräsentierende Massenstrom-Meßwerte. In Ergänzung zur Messung des Massenstroms kann
- etwa basierend auf der Nutzfrequenz und/oder auf einer für die Anregung bzw. Aufrechterhaltung
der Nutzschwingungen erforderlichen elektrischen Erregerleistung bzw. einer anhand
dessen ermittelten Dämpfung der Nutzschwingungen - zusätzlich auch die Dichte und/oder
die Viskosität des Mediums gemessen und von der Umformerschaltung zusammen mit dem
gemessenen Massenstrom in Form qualifizierter Meßwerte ausgegeben werden. Typischerweise
sind die beiden Schwingungssensoren als elektrodynamische Schwingungssensoren ausgebildet,
insb. nämlich gleichermaßen wie der wenigstens eine Schwingungserreger jeweils mittels
einer - hier als Tauchspule dienlichen - Luftspule-Magnet-Anordnung gebildet, bei
der ebenfalls jeweils eine Luftspule zumindest teilweise in einem einen magnetischer
Fluß führenden Luftspalt eines zugehörigen Permanentmagneten positioniert ("eingetaucht")
ist und bei der zudem Luftspule und Permanentmagnet eingerichtet sind, zwecks Generierens
einer Induktionsspannung relativ zueinander bewegt zu werden, derart, daß die Luftspule
im Luftspalt im wesentlichen translatorisch hin- und her bewegt wird. Der Permanentmagnet
und die Luftspule sind dabei üblicherweise so ausgerichtet, daß sie zueinander im
wesentlichen koaxial verlaufen.
[0011] Es ist bekannt, daß bei Verwendung von elektrodynamischen Schwingungssensoren die
vorbezeichneten Phasenwinkel der Nutzkomponenten jedes der Schwingungsmeßsignale trotz
gleichbleibendem Massenstroms zeitlich ändern können bzw. daß die zwischen den Nutzkomponenten
etablierte Phasendifferenz gelegentlich eine nicht vom Massenstrom abhängige Störkomponente
aufweisen kann, derart, ein signifikanter Phasenfehler, nämlich eine nicht mehr vernachlässigbare
zusätzliche Änderung der Phasendifferenz zu beobachten ist. Weiterführende Untersuchungen
an konventionellen Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten haben gezeigt, daß solche Phasenfehler
im besonderen für auch den Fall auftreten können, daß das jeweilige Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
in der Nähe eines oder mehreren Elektromotoren, Transformatoren, (Elektro-)Magneten,
Wechselrichtern oder anderweitigen hohe elektrische Ströme, insb. auch Gleichströme,
führenden Anlagenteilen stationiert, mithin einem gelegentlich auch sehr starken externen,
nämlich von außerhalb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts verursachten, gleichwohl
sich auch innerhalb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts ausbreitendes zusätzlichen
Magnetfeld ausgesetzt ist.
[0012] Wie u.a. auch in der eingangs erwähnten
WO-A 01/02812 oder
US-B 76 65 369 erörtert, besteht eine Möglichkeit zur Reduzierung des vorbezeichneten, auf externe
Magnetfelder zurückzuführenden Phasenfehlers beispielsweise darin, das Aufnehmer-Gehäuse
durch die Verwendung von Materialien mit einer vergleichsweise hohen relativen magnetischen
Leitfähigkeit, beispielsweise Automatenstahl oder Baustahl, so auszubilden, daß dessen
effektiver magnetischer Widerstand signifikant verringert wird. Eine weitere Möglichkeit
zur Vermeidung von durch externe Magnetfelder bedingten Meßfehlern bestünde, wie in
der
US-B 76 65 369 ebenfalls vorgeschlagen, auch darin, in den jeweiligen Magnetbechern der Schwingungssensoren
die durch externe Magnetfelder hervorgerufenen Wirbelströme unterdrückende Schlitze
vorzusehen. Untersuchungen haben allerdings gezeigt, daß die vorbezeichneten Maßnahmen
zwar durchaus die in das Aufnehmer-Gehäuse eindringenden Magnetfelder schwächen und
dadurch auch eine Beitrag zur Reduzierungen der vorbezeichneten Störkomponente leisten
können, daß aber selbst durch eine Vereinigung beider Maßnahmen der Phasenfehler mit
vertretbarem technischen Aufwand nicht immer unterhalb eines noch tolerierbaren Ausmaßes
verringert werden kann. Im Ergebnis kann bei einem herkömmlichen Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
dementsprechend nicht ohne weiteres ausgeschlossen werden, daß der Massenstrom aufgrund
eines unbekannten externen, ggf. auch lediglich vorübergehend etablierten und/oder
schwankenden, Magnetfeldes unerkannt mit deutlich erhöhten Meßfehlern gemessen wird
bzw. entsprechende Massenstrom-Meßwerte mit signifikant verringerter Meßgenauigkeit
ausgegeben werden.
[0013] Ausgehend vom vorbezeichneten Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung
darin, Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräte dahingehend zu verbessern, daß damit auch
die Anwesenheit eines exteren Magnetfelds bzw. dessen Einfluß auf die Meßgenauigkeit
zumindest detektiert, beispielsweise auch zeitnah entsprechend vermeldet werden kann.
[0014] Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät,
beispielsweise nämlich einem Coriolis-Massendurchfluß-/Dichte-Meßgerät, zum Messen
eines Massenstroms eines fluiden Meßstoffs - beispielsweise eines Gases, einer Flüssigkeit
oder einer Dispersion -, welches Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät einen Meßwandler,
der wenigstens ein Vibrationselement, eine Erregeranordnung sowie eine Sensoranordnung
aufweist und der eingerichtet ist, den Meßstoff zu führen, nämlich zumindest zeitweise
vom Meßstoff durchströmt zu werden, sowie eine mit dem Meßwandler, nämlich sowohl
mit dessen Erregeranordnung als auch dessen Sensoranordnung elektrisch gekoppelte,
beispielsweise mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildete, elektronische Umformerschaltung
umfaßt. Das wenigstens eine Vibrationselement ist eingerichtet, vom strömenden Meßstoff
kontaktiert und währenddessen vibrieren gelassen zu werden und die Erregeranordnung
ist eingerichtet, dorthin eingespeiste elektrische Leistung in erzwungene mechanische
Schwingungen des Vibrationselements bewirkende mechanische Leistung zu wandeln. Die
Umformerschaltung wiederum ist eingerichtet, ein elektrisches Treibersignal zu generieren
und damit elektrische Leistung in die Erregeranordnung einzuspeisen, derart, daß das
Vibrationselement zumindest anteilig Nutzschwingungen, nämlich erzwungene mechanische
Schwingungen mit wenigstens einer Nutzfrequenz, nämlich einer durch das elektrische
Treibersignal vorgegebenen, beispielsweise einer Resonanzfrequenz des Meßwandlers
entsprechenden, Schwingungsfrequenz ausführt, die geeignet sind, im strömendem Meßstoff
vom Massenstrom abhängige Corioliskräfte zu bewirken. Zum Erfassen mechanischer Schwingungen
des wenigstens einen Vibrationselements, beispielsweise nämlich dessen Nutzschwingungen,
weist die Sensoranordnung einen elektrodynamischen ersten Schwingungssensor und wenigstens
einen, beispielsweise zum ersten Schwingungssensor baugleichen, elektrodynamischen
zweiten Schwingungssensor auf. Der erste Schwingungssensor ist eingerichtet, Schwingungsbewegungen
des wenigstens einen Vibrationselements an einem ersten Meßpunkt in ein elektrisches
erstes Schwingungsmeßsignal der Sensoranordnung zu wandeln, derart, daß nämliches
erstes Schwingungsmeßsignal wenigstens eine erste Nutzkomponente, nämlich eine Wechselspannungskomponente
mit einer der Nutzfrequenz entsprechenden Frequenz, und mit einer von der Nutzfrequenz
und einem ersten magnetischen Fluß, nämlich einem magnetischen Fluß durch den ersten
Schwingungssensor abhängigen Amplitude aufweist und der zweite Schwingungssensor ist
eingerichtet, Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements an einem
vom ersten Meßpunkt entfernten zweiten Meßpunkt in ein elektrisches zweites Schwingungsmeßsignal
der Sensoranordnung zu wandeln, derart, daß nämliches zweites Schwingungsmeßsignal
wenigstens eine zweite Nutzkomponente, nämlich eine Wechselspannungskomponente mit
einer der Nutzfrequenz entsprechenden Frequenz,und mit einer von der Nutzfrequenz
und einem zweiten magnetischen Fluß, nämlich einem magnetischen Fluß durch den zweiten
Schwingungssensor abhängigen Amplitude aufweist. Zum Erfassen auch eines zumindest
anteilig auch außerhalb der ersten und zweiten Schwingungssensoren etablierten Magnetfeldes
weist die Sensoranordnung wenigstens einen, beispielsweise mittels eines Hall-Sensors
und/oder eines Reedschalters gebildeten, ersten Magnetfelddetektor auf, der eingerichtet
ist, Änderungen nämlichen Magnetfeldes an einem sowohl vom ersten Meßpunkt als auch
vom zweiten Meßpunkt entfernten dritten Meßpunkt in ein, beispielsweise nämliche Änderungen
bewertendes und/oder nämliche Änderungen quantifizierendendes und/oder elektrisches,
erstes Magnetfeldsignal der Sensoranordnung zu wandeln, das eine von einem dritten
magnetischen Fluß, nämlich einem magnetischen Fluß durch den ersten Magnetfelddetektor
und/oder von einer Flächendichte nämlichen magnetischen Flusses abhängige Amplitude
aufweist, derart, daß das erste Magnetfeldsignal auf zumindest eine Änderung des dritten
magnetischen Flusses und/oder dessen Flächendichte mit einer Änderung der Amplitude
folgt. Darüberhinaus ist die Umformerschaltung zudem auch dafür eingerichtet, sowohl
die ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale als auch das erste Magnetfeldsignal zu
empfangen und auszuwerten, nämlich anhand der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale
den Massenstrom repräsentierende, beispielsweis auch digitale, Massenstrom-Meßwerte
zu ermitteln sowie anhand des ersten Magnetfeldsignals zumindest qualitativ zu ermitteln,
ob innerhalb des Meßwandlers ein externes, beispielsweise nämlich durch ein außerhalb
des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts erzeugtes elektrisches Feld und/oder durch
einen außerhalb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts positionierten Magneten verursachtes,
Magnetfeld etabliert ist, beispielsweise nämlich zu ermitteln, ob eine, insb. eine
Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung vermindernde und/oder eine Fehlfunktion der
Sensoranordnung bewirkende und/oder eine Integrität zumindest eines der ersten und
zweiten Schwingungsmeßsignale bzw. der Massenstrom-Meßwerte herabsetzende, Störung
des Meßwandlers durch nämliches externes Magnetfeld vorliegt.
[0015] Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste
Magnetfeldetektor am ersten Schwingungssensor angebracht oder in dessen Nähe, beispielsweise
nämlich weniger als 5 cm entfernt, positioniert ist.
[0016] Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste
Magnetfelddetektor am wenigstens einen Vibrationselement fixiert ist.
[0017] Nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Erregeranordnung
zum Anregen von Schwingungen des wenigstens eine Meßrohrs einen, beispielsweise elektrodynamischen
und/oder einzigen, Schwingungserreger aufweist.
[0018] Nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das wenigstens
eine Vibrationselement mittels wenigstens eines, beispielsweise zumindest abschnittsweise
geraden und/oder zumindest abschnittsweise kreisbogenförmigen, Rohrs mit einem von
einer, beispielsweise metallischen, Rohrwand und einem davon umhüllten Lumen gebildet
und dafür eingerichtet ist, von Meßstoff durchströmt und währenddessen vibrieren gelassen
zu werden.
[0019] Nach einer fünften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste
Schwingungssensor mittels einer ersten Tauchspule und der zweite Schwingungssensor
mittels einer zweiten Tauchspule gebildet ist.
[0020] Nach einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformerschaltung
einen nicht-flüchtigen elektronischen Datenspeicher aufweist, der dafür eingerichtet
ist, digitale Daten, beispielsweise auch ohne eine angelegte Betriebsspannung, vorzuhalten.
[0021] Nach einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das erste
Magnetfeldsignal ein, beispielsweise werte- und zeitkontinuierliches, Analogsignal
ist, beispielsweise mit einer vom dritten magnetischen Fluß und/oder von dessen Flächendichte
abhängigen Spannung. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist die Umformerschaltung
ferner eingerichtet, anhand des ersten Magnetfeldsignals Kennzahlenwerte für wenigstens
eine, beispielsweise eine Beeinflussung der Sensoranordnung durch das externe Magnetfeld
und/oder eine Beeinflussung zumindest eines der ersten und zweiten magnetischen Flüsse
charakterisierende, Magnetfeld-Kennzahl zu berechnen, beispielsweise derart, daß nämliche
Magnetfeld-Kennzahl von einer Abweichung des ersten magnetischen Flusses vom zweiten
magnetischen Fluß abhängig ist und/oder nämliche Abweichung bewertet und/oder quantifiziert
oder daß nämliche Magnetfeld-Kennzahl von einer Abweichung des ersten magnetischen
Flusses von einem vorab ermittelten Bezugswert abhängig ist und/oder nämliche Abweichung
bewertet und/oder quantifiziert. Beispielsweise kann die Umformerschaltung auch dafür
eingerichtet sein, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl
jeweils mit einem oder mehreren für die Magnetfeld-Kennzahl, beispielsweise vom Hersteller
des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder bei der Herstellung des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät,
ermittelten Bezugswerten, beispielsweise einem oder mehreren eine verminderte Funktionstüchtigkeit
der Sensoranordnung repräsentierenden Bezugswerten und/oder einem oder mehreren eine
Fehlfunktion der Sensoranordnung repräsentierenden Bezugswerten und/oder einem oder
mehreren ein nicht mehr intaktes Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät repräsentierenden
Bezugswerten, zu vergleichen bzw. zu ermitteln, ob eine oder mehrere Kennzahlenwerte
für die Magnetfeld-Kennzahl größer als der wenigstens eine Bezugswert für die Magnetfeld-Kennzahl
ist, beispielsweise nämlich falls ein oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl
größer als ein oder mehrere eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung
repräsentierende Bezugswerte und/oder größer als ein oder mehrere eine Fehlfunktion
der Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte ist und/oder größer als ein oder
mehrere ein nicht mehr intaktes Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät repräsentierenden
Bezugswerten ist, eine dies signalisierende Meldung auszugeben.
[0022] Nach einer achten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformerschaltung
einen nicht-flüchtigen elektronischen Datenspeicher aufweist, der dafür eingerichtet
ist, digitale Daten, beispielsweise auch ohne eine angelegte Betriebsspannung, vorzuhalten,
beispielsweise nämlich einen oder mehrere vorab ermittelte Bezugswerte für die Magnetfeld-Kennzahl
zu speichern, und daß das erste Magnetfeldsignal ein, beispielsweise werte- und zeitkontinuierliches,
Analogsignal ist, beispielsweise mit einer vom dritten magnetischen Fluß und/oder
von dessen Flächendichte abhängigen Spannung. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend
ist die Umformerschaltung ferner eingerichtet, anhand des ersten Magnetfeldsignals
Kennzahlenwerte für wenigstens eine, beispielsweise eine Beeinflussung der Sensoranordnung
durch das externe Magnetfeld und/oder eine Beeinflussung zumindest eines der ersten
und zweiten magnetischen Flüsse charakterisierende, Magnetfeld-Kennzahl zu berechnen,
beispielsweise derart, daß nämliche Magnetfeld-Kennzahl von einer Abweichung des ersten
magnetischen Flusses vom zweiten magnetischen Fluß abhängig ist und/oder nämliche
Abweichung bewertet und/oder quantifiziert oder daß nämliche Magnetfeld-Kennzahl von
einer Abweichung des ersten magnetischen Flusses von einem vorab ermittelten Bezugswert
abhängig ist und/oder nämliche Abweichung bewertet und/oder quantifiziert, und ist
zudem vorgesehen, daß im elektronischen Datenspeicher ein oder mehrere, beispielsweise
vom Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder bei der Herstellung
des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder im Betrieb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
vorab ermittelte, Bezugswerte für die Magnetfeld-Kennzahl, beispielsweise nämlich
ein oder mehrere eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung repräsentierende
Bezugswerte und/oder nämlich ein oder mehrere eine Fehlfunktion der Sensoranordnung
repräsentierende Bezugswerte, gespeichert sind. Zudem kann die Umformerschaltung ferner
eingerichtet sein, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl
jeweils mit einem oder mehreren im Datenspeicher gespeicherten Bezugswerten für die
Magnetfeld-Kennzahl zu vergleichen.
[0023] Nach einer neunten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste
Schwingungssensor einen, beispielsweise unter Bildung des ersten Meßpunkts mechanisch
mit dem wenigstens einen Vibrationselement verbundenen, ersten Permanentmagneten sowie
eine erste Luftspule aufweist und daß der zweite Schwingungssensor einen, beispielsweise
unter Bildung des zweiten Meßpunkts mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement
verbundenen, zweiten Permanentmagneten sowie eine zweite Luftspule aufweist, derart,
daß der erste Permanentmagnet einen den ersten magnetischen Fluß führenden ersten
Luftspalt bildet und die erste Luftspule zumindest teilweise innerhalb nämlichen ersten
Luftspalts positioniert ist, und daß der erste Permanentmagnet und die erste Luftspule
eingerichtet sind, durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements
relativ zueinander bewegt zu werden und eine als erstes Schwingungsmeßsignal dienliche
erste Induktionsspannung zu generieren, und derart, daß der zweite Permanentmagnet
einen den zweiten magnetischen Fluß führenden zweiten Luftspalt bildet und die zweite
Luftspule zumindest teilweise innerhalb nämlichen zweiten Luftspalts positioniert
ist, und daß der zweite Permanentmagnet und die zweite Luftspule eingerichtet sind,
durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements relativ zueinander
bewegt zu werden und eine als zweites Schwingungsmeßsignal dienliche zweite Induktionsspannung
zu generieren.
[0024] Nach einer zehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste
Magnetfelddetektor mittels wenigstens einer am wenigstens einen Vibrationselement,
beispielsweise am ersten Schwingungssensor, fixierten Luftspule gebildet ist.
[0025] Nach einer elften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste
Magnetfelddetektor mittels wenigstens eines Hall-Sensors gebildet ist.
[0026] Nach einer zwölften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste
Magnetfelddetektor mittels wenigstens eines Reedschalters gebildet ist.
[0027] Nach einer dreizehnten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoranordnung zum
Erfassen des Magnetfeldes ferner wenigstens einen, beispielsweise zum ersten Magnetfelddetektor
baugleichen, zweiten Magnetfelddetektor auf, der eingerichtet ist, Änderungen des
Magnetfeldes an einem vom dritten Meßpunkt entfernten, beispielsweise auch vom ersten
Meßpunkt und/oder vom zweiten Meßpunkten entfernten, vierten Meßpunkt in ein, beispielsweise
nämliche Änderungen bewertendes und/oder die Änderungen quantifizierendendes und/oder
elektrisches, zweites Magnetfeldsignal der Sensoranordnung zu wandeln, das eine von
einem vierten magnetischen Fluß, nämlich einem magnetischen Fluß durch den zweiten
Magnetfelddetektor und/oder von einer Flächendichte nämlichen magnetischen Flusses
abhängige Amplitude aufweist, derart, daß das zweite Magnetfeldsignal auf zumindest
eine Änderung des vierten magnetischen Flusses und/oder dessen Flächendichte mit einer
Änderung der Amplitude folgt, und ist die Umformerschaltung ferner eingerichtet, auch
das zweite Magnetfeldsignal zu empfangen und auszuwerten, nämlich anhand auch des
zweiten Magnetfeldsignals zu ermitteln, ob das externe Magnetfeld vorliegt. Diese
Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist der zweite Magnetfeldetektor am zweiten
Schwingungssensor angebracht oder in dessen Nähe, beispielsweise nämlich weniger als
5 cm entfernt, positioniert und/oder ist das zweite Magnetfeldsignal ein Analogsignal,
beispielsweise mit einer vom vierten magnetischen Fluß und/oder von dessen Flächendichte
abhängigen Spannung.
[0028] Nach einer vierzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die
Meß- und Steuerelektronik einen ersten Analog-zu-Digital-Wandler für das erste Schwingungsmeßsignal
sowie einen zweiten Analog-zu-Digital-Wandler für das zweite Schwingungsmeßsignal
aufweist.
[0029] Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die
Umformerschaltung eingerichtet ist, die Massenstrom Meßwerte mit einer Aktualisierungsrate
zu ermitteln, die nicht kleiner, beispielsweise nämlich größer, ist als eine Aktualisierungsrate
mit der die Umformerschaltung die Kennzahlenwerte für die Sensoren-Kennzahl ermittelt.
[0030] Nach einer sechzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß jede
der ersten und zweiten Nutzkomponenten jeweils einen vom Massenstrom abhängigen Phasenwinkel
aufweist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist die Umformerschaltung
ferner eingerichtet, die Massenstrom-Meßwerte anhand einer Phasendifferenz zwischen
den ersten und zweiten Nutzkomponenten, nämlich einer Differenz zwischen dem Phasenwinkel
der ersten Nutzkomponente und dem Phasenwinkel der zweiten Nutzkomponente zu berechnen.
[0031] Nach einer siebzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der
erste Schwingungssensor mittels einer ersten Tauchspule und der zweite Schwingungssensor
mittels einer zweiten Tauchspule gebildet ist.
[0032] Nach einer ersten Weiternbildung der Erfindung umfaßt das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
weiters: ein Aufnehmer-Gehäuse, wobei das wenigstens eine Vibrationselement, die Erregeranordnung
sowie zumindest teilweise die Sensoranordnung innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses untergebracht
sind, beispielsweise derart, daß das wenigstens eine Vibrationselement am Aufnehmer-Gehäuse
fixiert ist und/oder daß der erste Magnetfelddetektor innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses
untergebracht und daran fixiert ist.
[0033] Nach einer zweiten Weiternbildung der Erfindung umfaßt das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
weiters: ein Elektronik-Gehäuse, wobei die Umformerschaltung, beispielsweise nämlich
sowohl die Umformerschaltung als auch der erste Magnetfelddetektor innerhalb des Elektronik-Gehäuses
untergebracht, ist.
[0034] Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, gelegentlich durch externe Magnetfelder
auftretende Beeinflussung der Sensoranordnung von Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten
mittels wenigstens eines zusätzlichen Magnetfelddetektors dezidiert zu erfassen und
ggf. entsprechend zu vermelden.
[0035] Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand
von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt
sind. Gleiche bzw. gleichwirkende oder gleichartig fungierende Teile sind in allen
Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert
oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in
nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen,
insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung,
ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung und/oder aus den Ansprüchen an sich.
[0036] Im einzelnen zeigen:
- Fig. 1
- ein, hier als Kompakt-Meßgerät ausgebildetes, Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät;
- Fig. 2
- schematisch nach Art eines Blockschaltbildes eine, insb. auch für ein Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
gemäß den Fig. 1 geeignete, Umformerschaltung mit daran angeschlossenem Meßwandler
vom Vibrationtyp bzw. ein Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät gemäß den Fig. 1;
- Fig. 3
- ein Phasor-Diagramm (Zeigerdiagramm mit ruhenden Zeigern) für Signalkomponenten von
mittels eines Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts gemäß Fig. 1 bzw. mittels einer an
einen Meßwandler vom Vibrationstyp angeschlossenen Umformerschaltung gemäß Fig. 2
generierte Schwingungsmeßsignale;
- Fig. 4a, 4b
- schematisch Komponenten, nämlich einen Schwingungssensor sowie einen Magnetfeldsensor,
einer für einen Meßwandler gemäß Fig. 2 bzw. für ein Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
gemäß den Fig. 1 geeigneten Sensoranordnung in einer geschnittenen Seitenansicht sowie
Feldlinien von die Sensoranordnung durchdringenden Magnetfeldern;
- Fig. 5a, 5b
- schematisch eine Ausgestaltungsvariante für eine Sensoranordnung gemäß Fig. 4a bzw.
4b in einer geschnittenen Seitenansicht sowie Feldlinien von die Sensoranordnung durchdringenden
Magnetfeldern;
- Fig. 6a, 6b
- schematisch eine weitere Ausgestaltungsvariante für eine Sensoranordnung gemäß Fig.
4a bzw. 4b in einer geschnittenen Seitenansicht sowie Feldlinien von die Sensoranordnung
durchdringenden Magnetfeldern; und.
- Fig. 7a, 7b
- schematisch einen weiteren Schwingungssensor einer Sensoranordnung gemäß Fig. 4a bzw.
4b in einer geschnittenen Seitenansicht sowie Feldlinien von nämlichen Schwingungssensor
durchdringenden Magnetfeldern.
[0037] In der Fig. 1 bzw. 2 ist ein in eine (hier nicht dargestellte) Prozeßleitung - wie
z.B. eine Rohrleitung einer industriellen Anlage, beispielsweise einer Abfüllanlagen
oder einer Betankungsvorrichtung - einfügbares Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät für
fließfähige, insb. fluide bzw. schüttfähige, Medien, beispielsweise nämlich auch eines
zumindest zeitweise 2- oder mehrphasigen bzw. inhomogenen Meßstoffs, dargestellt.
Das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät dient im besonderen dem Messen und/oder Überwachen
einer Massenstrom m bzw. dem Ermitteln von die Massenstrom repräsentierenden Massenstrom-Meßwerten
eines in der vorbezeichneten Prozeßleitung geführten bzw. darin zumindest zeitweise
strömen gelassenen fluiden Meßstoffs, beispielsweise nämlich eines Gases, einer Flüssigkeit
oder einer Dispersion. Ferner kann das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät dazu dienen,
zusätzlich auch eine Dichte ρ und/oder eine Viskosität η, des Meßstoffs zu messen,
beispielsweise nämlich die Dichte repräsentierende Dichte-Meßwerte und/oder die Viskosität
repräsentierende Viskositäts-Meßwerte zu ermitteln und auszugeben. Nach einer Ausgestaltung
der Erfindung ist vorgesehen, das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät zum Ermitteln
von Massendurchfluß-Meßwerten eines zu transferierenden, beispielsweise nämlich mit
einer vorgegebenen bzw. vorgebbaren Menge von einem Lieferanten an einen Abnehmer
zu übergebenden Meßstoffs zu verwenden, beispielsweise ein verflüssigtes Gas, wie
z.B. ein Methan und/oder Ethan und/oder Propan und/oder Buthan enthaltendes Flüssiggas
bzw. ein verflüssigtes Erdgas (LNG) oder auch ein mittels flüssiger Kohlenwasserstoffe
gebildetes Stoffgemisch, beispielsweise nämlich ein Erdöl oder ein flüssiger Kraftstoff.
Das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät kann dementsprechend beispielsweise auch als
Bestandteil einer Übergabestelle für eichpflichtigen Güterverkehr, wie etwa einer
Betankungsanlage, und/oder als ein Bestandteil einer Übergabestelle, beispielsweise
auch nach Art der in der erwähnten der
WO-A 02/060805, der
WO-A 2008/013545, der
WO-A 2010/099276, der
WO-A 2014/151829, der
WO-A 2016/058745 gezeigten Übergabestellen, ausgebildet sein.
[0038] Das - beispielsweise auch als zusätzlich die Dichte messendes Coriolis-Massendurchfluß-/Dichte-Meßgerät
und/oder als zusätzlich die Viskosität messendes Coriolis-Massendurchfluß-/Viskosität-Meßgerät
realisierte - Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät umfaßt einen über ein Einlaßende #111
sowie ein Auslaßende #112 an die Prozeßleitung angeschlossenen physikalisch-elektrischen
Meßwandler MW, der dafür eingerichtet ist, im Betrieb vom Meßstoff durchströmt zu
werden, sowie eine damit elektrisch gekoppelte - insb. mittels wenigstens eines Mikroprozessors
gebildete und/oder im Betrieb mittels interner Energiespeicher und/oder von extern
via Anschlußkabel mit elektrischer Energie versorgte - elektronische Umformerschaltung
US. Das elektrische Koppeln bzw. Anschließen des Meßwandlers MW an die Umformerschaltung
US kann mittels entsprechender elektrischer Anschlußleitungen und entsprechender Kabeldurchführungen
erfolgen. Die Anschlußleitungen können dabei zumindest anteilig als elektrische, zumindest
abschnittsweise in von einer elektrischen Isolierung umhüllte Leitungsdrähte ausgebildet
sein, z.B. inform von "Twisted-pair"-Leitungen, Flachbandkabeln und/oder Koaxialkabeln.
Alternativ oder in Ergänzung dazu können die Anschlußleitungen zumindest abschnittsweise
auch mittels Leiterbahnen einer, insb. flexiblen, gegebenenfalls lackierten Leiterplatte
gebildet sein.
[0039] In vorteilhafter Weise kann die, beispielsweise auch programmierbare und/oder fernparametrierbare,
Umformerschaltung US ferner so ausgelegt sein, daß sie im Betrieb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
mit einem diesem übergeordneten (hier nicht dargestellten) elektronischen Datenverarbeitungssystem,
beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Personalcomputer
und/oder einer Workstation, via Datenübertragungssystem, beispielsweise einem Feldbussystem
und/oder drahtlos per Funk, Meß- und/oder andere Betriebsdaten, beispielsweise auch
Statusmeldungen, austauschen kann, wie etwa aktuelle Meßwerte oder der Steuerung des
Meßsystems dienende Einstell- und/oder Diagnosewerte. Dementsprechend kann die Umformerschaltung
US beispielsweise eine solche Sende- und Empfangselektronik COM aufweisen, die im
Betrieb von einer im vorbezeichneten Datenverarbeitungssystem vorgesehen, vom Meßsystem
entfernten (zentrale) Auswerte- und Versorgungseinheit gespeist wird. Beispielsweise
kann die Umformerschaltung US (bzw. deren vorbezeichnete Sende- und Empfangselektronik
COM) so ausgebildet sein, daß sie über eine, ggf. auch als 4-20 mA-Stromschleife konfigurierte
Zweileiter-Verbindung 2L mit dem vorbezeichneten externen elektronischen Datenverarbeitungssystem
elektrisch verbindbar ist und darüber sowohl die für den Betrieb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
erforderliche elektrische Leistung von der vorbezeichneten Auswerte- und Versorgungseinheit
des Datenverarbeitungssystems beziehen als auch Meßwerte zum Datenverarbeitungssystem
übermitteln kann, beispielsweise durch (Last-)Modulation eines von der Auswerte- und
Versorgungseinheit gespeisten Versorgungsgleichstroms Versorgungsgleichstromes. Zudem
kann die Umformerschaltung US auch so ausgebildet sein, daß sie nominell mit einer
maximalen Leistung von 1 W oder weniger betrieben werden kann und/oder eigensicher
ist. Die Umformerschaltung US des erfindungsgemäßen Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
kann zudem beispielsweise auch modular aufgebaut sein, derart, daß diverse Elektronik-Komponenten
der Umformerschaltung US, wie etwa eine Antriebselektronik Exc zum Ansteuern des Meßwandlers,
eine Meß- und Steuerelektronik DSV zum Verarbeiten von vom Meßwandler bereitgestellten
Meßsignalen und zum Ermitteln von Meßwerten anhand von Meßsignalen des Meßwandlers,
eine interne Energieversorgungsschaltung VS zum Bereitstellen einer oder mehrerer
interner Betriebsspannungen und/oder die vorbezeichnete, der Kommunikation mit einem
übergeordneten Meßdatenverarbeitungssystem bzw. einem externen Feldbus dienliche Sende-
und Empfangselektronik COM, jeweils auf einer eigenen Leiterplatte angeordnet und/oder
jeweils mittels eines eigenen Mikroprozessores gebildet sind. Zum Visualisieren von
Meßgerät intern erzeugten Meßwerten und/oder Meßgerät intern generierten Statusmeldungen,
wie etwa eine Fehlermeldung oder einen Alarm, vor Ort kann das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
desweiteren ein, zumindest zeitweise auch mit der Umformerschaltung US, beispielsweise
nämlich deren vorbezeichneten Meß- und Steuerelektronik DSV, kommunizierendes Anzeige-
und Bedienelement HMI aufweisen, wie etwa ein in vorbezeichnetem Elektronik-Gehäuse
200 hinter einem darin entsprechend vorgesehenen Fenster plaziertes LCD-, OLED- oder
TFT-Display sowie eine entsprechende Eingabetastatur und/oder ein Touchscreen. Desweiteren
kann die Umformerschaltung US - wie auch aus einer Zusammenschau der der Fig. 1 und
2 ohne weiteres ersichtlich - ferner beispielsweise in einem entsprechenden, insb.
schlag- und/oder auch explosionsfest und/oder hermetisch dicht ausgebildeten, eigenen
Elektronik-Gehäuse 200 untergebracht sein.
[0040] Bei dem Meßwandler MW handelt es sich um einen Meßwandler vom Vibrationstyp, nämlich
einen Meßwandler mit wenigstens einem Vibrationselement 10, mit einer Erregeranordnung
41 und mit einer Sensoranordnung 51, 52, wobei sowohl die Erregeranordnung 41 als
auch die Sensoranordnung mit der Umformerschaltung US elektrisch gekoppelt sind und
wobei das wenigstens eine Vibrationselement 10 eingerichtet ist, von strömendem Meßstoff
kontaktiert, beispielsweise nämlich von Meßstoff durchströmt und/oder umströmt, zu
werden und währenddessen vibrieren gelassen zu werden, beispielsweise nämlich mit
wenigstens einer dem Vibrationselement bzw. dem damit gebildeten Meßwandler innewohnenden
Resonanzfrequenz. Die Erregeranordnung 41 des Meßwandlers MW wiederum ist dafür eingerichtet,
dorthin eingespeiste elektrische Leistung in erzwungene mechanische Schwingungen des
wenigstens einen Vibrationselements 10 bewirkende mechanische Leistung zu wandeln.
Bei dem Meßwandler kann es sich dementsprechend beispielsweise auch um einen konventionellen
- beispielsweise nämlich auch aus den eingangs erwähnten
EP-A 816 807,
US-A 2002/0033043,
US-A 2006/0096390,
US-A 2007/0062309,
US-A 2007/0119264,
US-A 2008/0011101,
US-A 2008/0047362,
US-A 2008/0190195,
US-A 2008/0250871,
US-A 2010/0005887,
US-A 2010/0011882,
US-A 2010/0257943,
US-A 2011/0161017,
US-A 2011/0178738,
US-A 2011/0219872,
US-A 2011/0265580,
US-A 2011/0271756,
US-A 2012/0123705,
US-A 2013/0042700,
US-A 2016/0313162,
US-A 2017/0261474,
US-A 44 91 009,
US-A 47 56 198,
US-A 47 77 833,
US-A 48 01 897,
US-A 48 76 898,
US-A 49 96 871,
US-A 50 09 109,
US-A 52 87 754,
US-A 52 91 792,
US-A 53 49 872,
US-A 57 05 754,
US-A 57 96 010,
US-A 57 96 011,
US-A 58 04 742,
US-A 58 31 178,
US-A 59 45 609,
US-A 59 65 824,
US-A 60 06 609,
US-A 60 92 429,
US-B 62 23 605,
US-B 63 11 136,
US-B 64 77 901,
US-B 65 05 518,
US-B 65 13 393,
US-B 66 51 513,
US-B 66 66 098,
US-B 67 11 958,
US-B 68 40 109,
US-B 69 20 798,
US-B 70 17 424,
US-B 70 40 181,
US-B 70 77 014,
US-B 72 00 503,
US-B 72 16 549,
US-B 72 96 484,
US-B 73 25 462,
US-B 73 60 451,
US-B 77 92 646,
US-B 79 54 388,
US-B 83 33 120,
US-B 86 95 436,
WO-A 00/19175,
WO-A 00/34748,
WO-A 01/02816,
WO-A 01/71291,
WO-A 02/060805,
WO-A 2005/093381,
WO-A 2007/043996,
WO-A 2008/013545,
WO-A 2008/059262,
WO-A 2010/099276,
WO-A 2013/092104,
WO-A 2014/151829,
WO-A 2016/058745,
WO-A 2017/069749,
WO-A 2017/123214,
WO-A 2017/143579,
WO-A 85/05677,
WO-A 88/02853,
WO-A 89/00679,
WO-A 94/21999,
WO-A 95/03528,
WO-A 95/16897,
WO-A 95/29385,
WO-A 98/02725,
WO-A 99/40 394 oder
PCT/EP2017/067826 bekannten - Meßwandler vom Vibrationstyp handeln. Das Vibrationselement 10 kann -
wie bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art bzw. damit gebildeten Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten
üblich - beispielsweise mittels eines oder mehreren, insb. zumindest abschnittsweise
geraden und/oder zumindest abschnittsweise kreisbogenförmigen, Rohren mit einem von
einer, insb. metallischen, Rohrwand und einem davon umhüllten Lumen gebildet sein,
wobei das Rohr bzw. jedes der Rohre zudem jeweils dafür eingerichtet ist, den zumindest
zeitweise strömenden fluiden Meßstoff zu führen (bzw. von nämlichem Meßstoff durchströmt
zu werden) und währenddessen entsprechend vibrieren gelassen zu werden. Das Vibrationselement
kann beispielsweise aber auch mittels eines oder mehreren innerhalb eines Lumens eines
vom Meßstoff durchströmten Rohrs des Meßwandlers plazierten Verdrängerelementen gebildet
sein, wobei das Verdrängerelement bzw. jedes der Verdrängerelemente jeweils dafür
eingerichtet ist, von Meßstoff umströmt und währenddessen entsprechend vibrieren gelassen
zu werden. Das wenigstens eine Vibrationselement 10 kann ferner - wie auch in Fig.
2 angedeutet bzw. aus einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 ohne weiteres ersichtlich
- zusammen mit der Erregeranordnung 41 und der Sensoranordnung sowie ggf. weiteren
Komponenten des Meßwandlers innerhalb eines Aufnehmer-Gehäuses 100 untergebracht sein.
Zudem kann beispielsweise das vorbezeichnete Elektronik-Gehäuse 200 - wie auch in
Fig. 1 bzw. 2 dargestellt - unter Bildung eines Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
in Kompaktbauweise an nämliches Aufnehmer-Gehäuse 100 montiert sein.
[0041] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Erregeranordnung, wie bei
Meßwandlern vom Vibrationstyp durchaus üblich, mittels wenigstens eines elektro-mechanischen
- beispielsweise nämliche einem elektrodynamischen, elektromagnetischen oder piezoelektrischen
- Schwingungserregers 41 gebildet, der - wie auch in Fig. 2 angedeutet - beispielsweise
so positioniert sein kann, daß eine damit generierte Kraft in Richtung einer durch
einen Massenschwerpunkt des wenigstens einen Vibrationselements verlaufenden gedachten
Kraftwirkungslinie auf das Vibrationselement wirkt, und/oder der - wie auch in Fig.
2 dargestellt - beispielsweise auch der einzige Schwingungen des Vibrationselements
10 bewirkende Schwingungserreger der Erregeranordnung bzw. des damit gebildeten Meßwandlers
sein kann.
[0042] Die Umformerschaltung US des erfindungsgemäßen Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
ist zudem u.a. dafür vorgesehen und entsprechend eingerichtet, ein - beispielsweise
bipolares und/oder zumindest zeitweise periodisches, ggf. auch harmonisches - elektrisches
Treibersignal e1 zu generieren und damit elektrische Leistung in die Erregeranordnung
des Meßwandlers MW einzuspeisen, derart, daß das wenigstens eine Vibrationselement
10 zumindest anteilig Nutzschwingungen, nämlich erzwungene mechanische Schwingungen
mit einer Nutzfrequenz f
N ausführt, die geeignet sind, im strömendem Meßstoff vom Massenstrom abhängige, gleichwohl
auf das Vibrationselement 10 zurückwirkende Corioliskräfte zu erzeugen, derart, daß
den vorbezeichneten Nutzschwingungen Coriolisschwingungen, nämlich durch die Corioliskräfte
zusätzlich erzwungene, vom Massenstrom m des Meßstoffs abhängige mechanische Schwingungen
mit der Nutzfrequenz f
N überlagert sind. Bei der Nutzfrequenz f
N handelt es sich um eine durch das elektrische Treibersignal e1 vorgegebenen, beispielsweise
der vorbezeichneten Resonanzfrequenz f
R des Meßwandlers entsprechenden, Schwingungsfrequenz der erzwungenen mechanischen
Schwingungen des Vibrationselements (f
N = f
R). Das Treibersignal e1 kann dementsprechend beispielsweise ein die vorbezeichnete,
die Nutzfrequenz f
N bestimmende Signalkomponente e1
N bildendes harmonisches elektrisches Signal oder beispielsweise auch ein sich aus
mehreren (spektrale) Signalkomponenten zusammensetzendes, gleichwohl eine die Nutzfrequenz
f
N bestimmende spektrale Nutzkomponente e1
N enthaltendes, mehrfrequentes elektrisches Signal sein. Bei den mittels Erregeranordnung
41 und daran angeschlossener Umformerschaltung US angeregten Nutzschwingungen kann
es ferner, wie bei Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten durchaus üblich, beispielsweise
um Biegeschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10 um ein zugehörige
Ruhelage handeln, wobei als Nutzfrequenz f
N beispielsweise eine auch von der Dichte und/oder der Viskosität des im Meßwandler
geführten bzw. dessen Vibrationselement 10 kontaktierenden Meßstoffs abhängige momentane
Resonanzfrequenz eines lediglich einen einzigen Schwingungsbauch aufweisenden Biegeschwingungsgrundmodes
des wenigstens einen Vibrationselements 10 und/oder eine niedrigste momentane Resonanzfrequenz
des wenigstens einen Vibrationselements 10 ausgewählt, nämlich mittels des Treibersignals
e1 eingestellt sein kann. Zum Erzeugen des Treibersignals e1 bzw. zum Einstellen der
Nutzfrequenz f
N kann die Umformerschaltung US, wie bei Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten durchaus
üblich, beispielsweise eine entsprechende, insb. mittels einer oder mehreren dem Ermitteln
und Einstellen der Nutzfrequenz f
N dienlichen Phasenregelschleifen (PLL - phase locked loop) gebildete, Antriebselektronik
Exc aufweisen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebselektronik
Exc einen digitalen Frequenzausgang auf. Zudem ist die Antriebselektronik Exc ferner
auch dafür eingerichtet, an nämlichem Frequenzausgang eine Frequenzfolge, nämlich
eine Folge von die für das Treibersignal e1 eingestellte Signalfrequenz, beispielsweise
nämlich die momentan eingestellte Nutzfrequenz (bzw. die Signalfrequenz von dessen
Signalkomponente eN1), quantifizierenden digitalen Frequenzwerten auszugeben.
[0043] Die Sensoranordnung des Meßwandlers wiederum ist dafür eingerichtet, mechanische
Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10, nicht zuletzt auch erzwungene
mechanische Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10, zu erfassen und
jeweils zumindest anteilig Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements
10 repräsentierende Schwingungsmeßsignale (s1, s2) bereitzustellen. Zum Erfassen mechanischer
Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements weist die Sensoranordnung des
erfindungsgemäßen Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts einen, beispielsweise mittels
einer ersten Tauchspule gebildeten, elektrodynamischen ersten Schwingungssensor 51
und wenigstens einen, beispielsweise mittels einer zweiten Tauchspule gebildeten und/oder
zum ersten Schwingungssensor 51 baugleichen, elektrodynamischen zweiten Schwingungssensor
52 auf. Im besonderen ist der Schwingungssensor 51 dafür eingerichtet, Schwingungsbewegungen
des wenigstens einen Vibrationselements 10 an einem ersten Meßpunkt in ein elektrisches
erstes Schwingungsmeßsignal s1 der Sensoranordnung zu wandeln, derart, daß - wie auch
in Fig. 3 angedeutet - nämliches Schwingungsmeßsignal s1 wenigstens eine (von der
Zeit t abhängige) erste Nutzkomponente s1
N, nämlich eine Wechselspannungskomponente mit einer der Nutzfrequenz f
N entsprechenden Frequenz aufweist, und ist der Schwingungssensor 52 dafür eingerichtet,
Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements an einem vom ersten
Meßpunkt entfernten zweiten Meßpunkt in ein elektrisches zweites Schwingungsmeßsignal
s2 der Sensoranordnung zu wandeln, derart, daß - wie auch in Fig. 3 angedeutet - nämliches
Schwingungsmeßsignal s2 wenigstens eine (von der Zeit t abhängige) zweite Nutzkomponente
s2
N, nämlich eine Wechselspannungskomponente mit einer der Nutzfrequenz f
N entsprechenden Frequenz aufweist. Indem es sich bei jedem der beiden Schwingungssensoren
51, 52 jeweils um einen elektrodynamischen Schwingungssensor handelt, weisen dementsprechend
die Nutzkomponente s1
N eine von der Nutzfrequenz f
N sowie von einem ersten magnetischen Fluß Φ1, nämlich einem magnetischen Fluß durch
den Schwingungssensor 51 abhängige Amplitude U1
N (bzw. abhhängigen Spannungspegel) und die Nutzkomponente s2
N eine von der Nutzfrequenz f
N sowie von einem zweiten magnetischen Fluß Φ2, nämlich einem magnetischen Fluß durch
den Schwingungssensor 52 abhängige Amplitude U2
N (bzw. abhängigen Spannungspegel) auf. Jeder der beiden Schwingungssensoren kann,
wie bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art durchaus üblich, beispielsweise jeweils
mittels einer Tauchspule gebildet sein. Dementsprechend ist nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, daß der erste Schwingungssensor einen, beispielsweise nämlich
unter Bildung des ersten Meßpunkts mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement
verbundenen, ersten Permanentmagneten sowie eine, beispielsweise mechanisch mit dem
wenigstens einen Vibrationselement und/oder mit dem vorbezeichneten Aufnehmer-Gehäuse
verbundene, erste Luftspule aufweist und daß der zweite Schwingungssensor einen, beispielsweise
nämlich unter Bildung des zweiten Meßpunkts mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement
verbundenen, zweiten Permanentmagneten sowie eine, beispielsweise mechanisch mit dem
wenigstens einen Vibrationselement und/oder mit dem vorbezeichneten Aufnehmer-Gehäuse
verbundene, zweite Luftspule aufweist. Der erste Permanentmagnet bildet einen den
magnetischer Fluß Φ1 führenden ersten Luftspalt innerhalb dem die erste Luftspule
zumindest teilweise positioniert ist und der zweite Permanentmagnet bildet einen den
magnetischer Fluß Φ2 führenden zweiten Luftspalt innerhalb dem die zweite Luftspule
zumindest teilweise positioniert ist. Ferner sind der erste Permanentmagnet und die
erste Luftspule eingerichtet, durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements
relativ zueinander bewegt zu werden und eine als Schwingungsmeßsignal s1 dienliche
erste Induktionsspannung (u
i1) zu generieren, und sind der zweite Permanentmagnet und die zweite Luftspule eingerichtet,
durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements relativ zueinander
bewegt zu werden und eine als Schwingungsmeßsignal s2 dienliche zweite Induktionsspannung
(u
i2) zu generieren, wobei die vorbezeichneten ersten und zweiten Induktionsspannungen
entsprechend dem Induktionsgesetzt (für Bewegungsinduktion):
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2024/13/DOC/EPNWB1/EP19806229NWB1/imgb0002)
jeweils von einem jeweiligen Verkettungs- bzw. Induktionsfluß (Ψ1 = N1 · Φ1 bzw.
Ψ2 = N2 · Φ2), nämlich einem gesamtem magnetischen Fluß innerhalb der jeweiligen ersten
bzw. zweiten Luftspule, mithin vom jeweiligen magnetischen Fluß Φ1 bzw. Φ2 und einer
jeweils zugehörigen Windungszahl (N1 bzw. N2) abhängig sind.
[0044] Die vom Meßwandler MW generierten Schwingungssmeßsignale s1, s2 sind im weiteren
Verlauf der Umformerschaltung US, beispielsweise via elektrischer Verbindungsleitungen,
zugeführt um dort, beispielsweise mittels digitaler Signalverarbeitung (DSV), entsprechend
verarbeitet, beispielsweise nämlich vorverstärkt, gefiltert und digitalisiert und
hernach entsprechend ausgewertet zu werden.
[0045] Die Schwingungssensoren 51, 52 sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
zudem so angeordnet, daß im Falle einer Anregung der vorbezeichneten Coriolisschwingungen
des wenigstens einen Vibrationselements 10 jede der Nutzkomponenten s1
N, s2
N der Schwingungsmeßsignale s1 bzw. s2 zudem jeweils auch einen vom Massenstrom m des
durch den Meßwandler MW strömenden Meßstoff abhängigen, beispielsweise relativ zum
Treibersignal e1 bzw. dessen Nutzkomponente e1
N meßbaren, Phasenwinkel aufweist; dies im besonderen in der Weise, daß, wie auch in
Fig. 3 angedeutet, zwischen der Nutzkomponente s1
N des Schwingungssignals s1 und der Nutzkomponente s2
N des Schwingungssignals s2 eine von nämlicher Massenstrom m abhängige Phasendifferenz
Δϕ12 (Δϕ12 = f(m)), nämlich eine Differenz zwischen dem Phasenwinkel der ersten Nutzkomponente
s1
N und dem Phasenwinkel der zweiten Nutzkomponent s2
N existiert bzw. daß die Schwingungsmeßsignale s1, s2 einer Änderung des Massenstroms
des im Meßwandler geführten Meßstoffs mit einer Änderung nämlicher Phasendifferenz
Δϕ12 (Δϕ12*) folgen. Die Schwingungssensoren 51, 52 können, wie derartigen Meßwandlern
durchaus üblich bzw. auch in Fig. 2 angedeutet, dementsprechend beispielsweise jeweils
im gleichen Abstand zu einem Massenschwerpunkt des wenigstens einen Vibrationselements
10, beispielsweise also zum Massenschwerpunkt des wenigstens einen Rohrs bzw. zum
Massenschwerpunkt des wenigstens einen Verdrängerelements, positioniert sein, derart,
daß in Strömungsrichtung gesehen der Schwingungssensors 51 einlaßseitig am wenigstens
einen Vibrationselement 10 bzw. in dessen Nähe und der Schwingungssensor 52 auslaßseitig
am wenigstens einen Vibrationselement 10 bzw. in dessen Nähe angeordnet sind. Zudem
können die beiden Schwingungssensoren 51, 52 auch die einzigen dem Erfassen von Schwingungen
des wenigstens einen Vibrationselement 10 dienlichen Schwingungssensoren sein, derart,
daß die Sensoranordnung außer nämlichen Schwingungssensoren 51, 52 keinen weiteren
Schwingungssensor aufweist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, daß die Sensoranordnung zum Erfassen einer Temperatur des Meßwandlers
an einem Temperatur-Meßpunkt wenigstens einen Temperatursensor 61 aufweist, der eingerichtet
ist, ein Temperaturmeßsignal, nämlich ein die Temperatur am Temperatur-Meßpunkt repräsentierendes
Meßsignal, insb. mit einer von der Temperatur abhängigen elektrischen Spannung und/oder
einem von der Temperatur abhängigen elektrischen Strom, bereitzustellen. Alternativ
oder in Ergänzung kann die Sensoranordnung beispielsweise auch wenigstens einen dem
Erfassen von mechanischen Spannungen innerhalb der Meßwandlers dienlichen Dehnungssensor
aufweisen.
[0046] Die Umformerschaltung US ist, wie bereits erwähnt, außer für die Erzeugung des Treibersignals
e1 ferner auch dafür vorgesehen bzw. eingerichtet, die Schwingungsmeßsignale s1, s2
zu empfangen und auszuwerten, nämlich anhand der Schwingungsmeßsignale s1, s2, beispielsweise
nämlich anhand der vorbezeichneten Phasendifferenz Δϕ12 zwischen den ersten und zweiten
Nutzkomponenten, den Massenstrom repräsentierende Massenstrom-Meßwerte zu ermitteln,
beispielsweise nämlich auch in Form von Analogwerten und/oder in Form von Digitalwerten
auszugeben. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Umformerschaltung
US dementsprechend ferner dafür eingerichtet, anhand der Schwingungsmeßsignale s1,
s2 zunächst die Phasendifferenz Δϕ12 zu ermitteln. Zudem kann die Umformerschaltung
US auch eingerichtet sein, von wenigstens einem der anliegenden Schwingungsmeßsignale
s1, s2 den jeweiligen vorbezeichnete Phasenwinkel von dessen jeweiliger Nutzkomponente
s1
N, s2
N, beispielsweise relativ zum Treibersignal e1 bzw. dessen vorbezeichneter Nutzkomponente
e1
N, zu ermitteln und/oder anhand wenigstens eines der Schwingungsmeßsignale s1, s2 die
Nutzfrequenz f
N zu ermitteln, beispielsweise auch im Betrieb zumindest eine Phasenfolge, nämlich
eine Sequenz von den Phasenwinkel einer der ersten und zweiten Nutzkomponenten entsprechend
quantifizierenden digitalen Phasenwerten und/oder eine Frequenzfolge, nämlich eine
Sequenz von die Nutzfrequenz f
N quantifizierenden digitalen Frequenzwerten zu generieren, derart, daß die Phasenfolge
einem zeitlichen Verlauf des Phasenwinkel der entsprechenden Nutzkomponente bzw. die
Frequenzfolge einem zeitlichen Verlauf der Nutzfrequenz entspricht. Die Ermittlung
der Phasenwinkel bzw. die Generierung der vorbezeichneten Phasenfolge kann beispielsweise,
wie bei Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten durchaus üblich, mittels einer in der
Umformerschaltung US durchgeführten Quadraturdemodulation (Q/I-Demodulation) des jeweiligen
Schwingungsmeßsignals mit einem die Nutzfrequenz aufweisenden ersten harmonischen
Referenzsignal (Q) und einem dazu um 90° phasenverschobenen zweiten harmonischen Referenzsignal
(I) realisiert sein. Nicht zuletzt für den erwähnten Fall, daß die mittels Treibersignals
e1 bewirkten Nutzschwingungen Resonanzschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements
10 sind, kann die Nutzfrequenz f
N der Schwingungsmeßsignale s1, s2 als Maß für die Dichte und/oder die Viskosität des
Meßstoffs dienen und kann dementsprechend mittels der Umformerschaltung US die Dichte
und/oder die Viskosität basierend auf der vorbezeichneten Frequenzfolge ermittelt
werden. Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, daß die Sensoranordnung einen
Temperatursensor 61 und/oder einen Dehnungssensor aufweist, ist die Umformerschaltung
US nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner auch dafür eingerichtet,
das vom Temperatursensor generierte Temperaturmeßsignal bzw. das vom Dehnungssensor
generierte Dehnungsmeßsignal zu empfangen und zu verarbeiten, insb. nämlich zu digitalisieren
und auszuwerten; dies beispielsweise derart, daß die Umformerschaltung US anhand des
wenigstens einen Temperaturmeßsignals eine Temperatur des Verdrängerelments und/oder
ein Temperatur des Meßstoffs ermittelt.
[0047] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Umformerschaltung US ferner
eingerichtet, anhand des Schwingungsmeßsignals s1 eine erste Nutzkomponentenfolge,
nämlich eine Sequenz von die Amplitude U1
N1 der ersten Nutzkomponente s1
N quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten U1
N1[m] (m ∈
N - natürliche Zahlen) zu generieren und ist die Umformerschaltung zudem eingerichtet,
anhand des Schwingungsmeßsignals s2 eine zweite Nutzkomponentenfolge, nämlich eine
Sequenz von die Amplitude U2
N der zweiten Nutzkomponente s2
N quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten U2
N1[n] (n ∈ N) zu generieren, beispielsweise nämliche derart, daß die Amplitudenwerten
U1
N1[m] zu äquidistant aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t
m = m · T
s1, mithin mit einer Aktualisierungsrate f
s1 = 1 / (t
m+1 - t
m) = 1 / T
s1 bzw. die die Amplitudenwerten U2
N[n] zu äquidistanten aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t
n = n · T
s2, mithin mit einer Aktualisierungsrate f
s2 = 1 / (t
n+1 - t
n) = 1 / T
s2 ermitteltet, derart daß die erste Nutzkomponentenfolge einem zeitlichen Verlauf der
Amplitude U1
N der ersten Nutzkomponente s1
N bzw. die zweite Nutzkomponentenfolge einem zeitlichen Verlauf der Amplitude U2
N1 der zweiten Nutzkomponente s2
N zumindest näherungsweise entsprechen. Die vorbezeichneten Aktualisierungsraten f
s1, f
s2 können beispielsweise so gewählt sein, daß sie gleich groß sind (f
s1 = f
s2) und/oder daß ein Amplitudenwert U1
N1[m] jeweils im wesentlichen zeitlich zu einem korrespondierenden Amplitudenwert U2
N1[n] ermittelt werden (t
m = t
n). Darüberhinaus kann die Umformerschaltung US ferner auch eingerichtet sein, anhand
des Schwingungsmeßsignals s1 eine erste Oberschwingungskomponentenfolge, nämlich eine
Sequenz von die Amplitude U1
N2 der ersten Oberschwingungskomponente s1
N2 quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten U1
N2[m/2] (m ∈
N, m > 1) zu generieren und ist die Umformerschaltung zudem eingerichtet, anhand des
Schwingungsmeßsignals s2 eine zweite Oberschwingungskomponentenfolge, nämlich eine
Sequenz von die Amplitude U2
N2 der zweiten Oberschwingungskomponente s2
N2 quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten U2
N2[n/2] (n ∈
N, n > 1) zu generieren, beispielsweise nämliche derart, daß die Amplitudenwerten U1
N2[m/2] zu äquidistant aufeinanderfolgenden Zeitpunkten 0,5·t
m = 0,5·m · T
s1, mithin mit einer Aktualisierungsrate 2f
s1 = 2 / (t
m+1 - t
m) = 2 / T
s1 bzw. die die Amplitudenwerten U2
N2[n/2] zu äquidistanten aufeinanderfolgenden Zeitpunkten 0,5·t
n = 0,5·n · T
s2, mithin mit einer Aktualisierungsrate 2f
s2 = 2 / (t
n+1 - t
n) = 2 / T
s2 ermitteltet, derart daß die erste Oberschwingungskomponentenfolge einem zeitlichen
Verlauf der Amplitude der ersten Oberschwingungskomponente s1
N2 bzw. die zweite Oberschwingungskomponentenfolge einem zeitlichen Verlauf der Amplitude
der zweiten Oberschwingungskomponente s2
N2 zumindest näherungsweise entsprechen. Die Ermittlung der Oberschwingungskomponenten
s1
N, s2
N bzw. die Generierung der vorbezeichneten ersten und zweiten Oberschwingungskomponentenfolge
kann beispielsweise ebenfalls mittels Quadraturdemodulation (Q/I-Demodulation) des
jeweiligen Schwingungsmeßsignals s1 bzw. s2, hier nämlich mit einem das entsprechende
Vielfache, beispielsweise nämlich das Doppelte, der Nutzfrequenz aufweisenden vierten
harmonischen Referenzsignal (Q2) und einem dazu um 90° phasenverschobenen vierten
harmonischen Referenzsignal (I2) realisiert sein. Alternativ oder in Ergänzung können
die Nutz- und/oder die Oberschwingungkomponenten bzw. deren jeweiligen Amplituden
U1
N1, U2
N1, U1
N2 bzw. U2
N2 beispielsweise jeweils auch mittels einer in der Umformerschaltung US durchgeführten
Fourier-Analyse der Schwingunsgmeßsignale s1, s2, beispielsweise nämlich einer auf
die Schwingunsgmeßsignale s1, s2 angewendeten diskreten Fouriertransformation (DFT),
ermittelt werden.
[0048] Zum Verarbeiten der vom Meßwandler gelieferten Schwingungsmeßsignale s1, s2, ggf.
auch des vorbezeichneten Temperatur- und/oder Dehnungsmeßsignals, beispielsweise nämlich
auch zum Ermitteln der Massenstrom-Meßwerte und ggf. auch zum Ermitteln der Dichte-Meßwerte
und/oder der Viskositäts-Meßwerte, kann die Umformerschaltung US, wie bereits angedeutet,
ferner eine entsprechende Meß- und Steuerelektronik DSV aufweisen, die, wie in Fig.
2 schematisch dargestellt, mit dem Meßwandler MW bzw. dessen Sensoranordnung 51, 52
elektrisch verbunden ist, beispielsweise derart, daß von der Meß- und Steuerelektronik
DSV ein erster Meßsignaleingang der Umformerschaltung US für das Schwingungsmeßsignal
s1 sowie wenigstens ein zweiter Meßsignaleingang der Umformerschaltung US für das
Schwingungsmeßsignal s2 gebildet sind. Die Meß- und Steuerelektronik DSV kann vorteilhaft
dafür eingerichtet sein, die zugeführten Schwingungsmeßsignale s1, s2, und ggf. auch
die Temperatur- und/oder Dehnungsmeßsignale digital zu verarbeiten, beispielsweise
nämlich mittels wenigstens einem Mikroprozessor und/oder wenigstens einem digitalen
Signalprozessor (DSP) und/oder mittels eines programmierbaren Logikbausteins (FPGA)
und/oder mittels eines kundenspezifisch programmierten Logikbausteins (ASIC) gebildet
sein. Die im Betrieb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts in einem oder mehreren
der vorbezeichneten Mikroprozessoren bzw. digitalen Signalprozessoren der Umformerschaltung
US ausgeführten Programm-Codes können jeweils z.B. in einem oder mehreren nicht flüchtigen
Datenspeichern (EEPROM) der Umformerschaltung US persistent gespeichert sein und beim
Starten derselben in einen in der Umformerschaltung US bzw. der Meß- und Steuerelektronik
DSV vorgesehenen, z.B. im Mikroprozessor integrierten, flüchtigen Datenspeicher (RAM)
geladen werden. Die Schwingungsmeßsignale s1, s2 sind für eine Verarbeitung im Mikroprozessor
bzw. im digitalen Signalprozessor mittels entsprechender Analog-zu-digital-Wandler
(A/D) selbstverständlich zunächst in entsprechende Digitalsignale umzuwandeln, beispielsweise
nämlich indem die jeweilige Signalspannung der Schwingungsmeßsignale s1, s2 digitalisiert
wird, vgl. hierzu beispielsweise die eingangs erwähnten
US-B 63 11 136 oder
US-A 2011/0271756. Dementsprechend ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in der Umformerschaltung
US, beispielsweise nämlich in der vorbezeichneten Meß- und Steuerelektronik DSV, ein
erster Analog-zu-Digital-Wandler für das Schwingungsmeßsignal s1 sowie ein zweiter
Analog-zu-Digital-Wandler für das Schwingungsmeßsignal s2 und/oder ist in der in der
Umformerschaltung US wenigstens ein nicht flüchtiger elektronischer Datenspeicher
EEPROM vorgesehen, der dafür eingerichtet ist, digitale Daten, beispielsweise nämlich
auch ohne eine angelegte Betriebsspannung, vorzuhalten. Mittels der Meß- und Steuerelektronik
DSV kann zudem auch die vorbezeichnete Phasenfolge und/oder die vorbezeichnete Frequenzfolge
generiert werden, beispielsweise nämlich auch an einem entsprechenden digitalen Phasenausgang
bzw. an einem entsprechenden digitalen Frequenzausgang ausgeben und so für eine weitere
Verarbeitung in der Umformerschaltung US bereitgestellt werden. Für den Fall, daß
die Umformerschaltung US mittels der vorbezeichnete Antriebselektronik Exc sowie mittels
der vorbezeichneten Meß- und Steuerelektronik DSV gebildet ist, kann deren Phasenausgang
mit einem Phaseneingang eines in der Antriebselektronik Exc vorgesehenen, beispielsweise
auch einen Bestandteil der vorbezeichneten Phasenregelschleife (PLL) bildenden, Phasenkomparators
elektrisch verbunden sein und kann zudem nämlicher Phasenkomparator eingerichtet sein,
eine anhand der Phasenfolge eine Phasendifferenz zwischen der vorbezeichneter Signalkomponente
e1
N des Treibersignals e1 und wenigstens einer der Nutzkomponenten s1
N, s2
N festzustellen und/oder ein Ausmaß nämlicher Phasendifferenz zu ermitteln. Nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Steuerelektronik DSV ferner
auch dafür eingerichtet, die vorbezeichneten ersten und zweiten Nutzkomponentenfolgen
zu erzeugen und zumindest eine der Nutzkomponentenfolgen an einem digitalen Amplitudenausgang
auszugeben. Der vorbezeichnete Amplitudenausgang der Meß- und Steuerelektronik DSV
kann ferner beispielswiese auch mit einem eine Amplitude der Schwingungen des wenigstens
einen Vibrationselements 10 erfassenden Amplitudeneingang der Antriebselektronik Exc
elektrisch verbunden sein und die Antriebselektronik Exc kann zudem dafür eingerichtet
sein, basierend auf der Amplitudenfolge das Treibersignal e1 so zu generieren, daß
die Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements bzw. dessen Nutzschwingungen
eine dafür vorgegeben Schwingungsamplitude erreichen bzw. nicht dauerhaft über- oder
unterschreiten.
[0049] Wie bereits erwähnt, sind die Nutzkomponenten der beiden Schwingungsmeßsignale s1,
s2 bzw. deren Amplituden, bedingt durch das Wirkprinzip der beiden elektrodynamischen
Schwingungssensoren, von der zeitlichen Änderung des jeweiligen magnetischen Flusses
innerhalb des Schwingungssensors, im Falle einer Tauchspule als Schwingungssensor
nämlich des Verkettungs- bzw. Induktionsflusses innerhalb der jeweiligen Luftspule,
abhängig; dies im besonderen auch in der Weise, daß eine von außerhalb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
während dessen Meßbetriebs bewirkte zusätzliche Beeinflussung des bekannten inneren
Magnetfeldes H0 bzw. eine damit einhergehende Beeinflussung eines bekannten, nämlich
durch die vorbezeichnete Kalibrierung ermittelten Änderungsverhaltens (ΔΦ1/Δt, ΔΦ2/Δt)
des magnetischen Flusses innerhalb des ersten und/oder zweiten Schwingungssensors,
nicht zuletzt auch ein Änderungsverhalten (ΔΦ1, ΔΦ2) des magnetischen Flusses Φ1 bzw.
Φ2 pro Schwingungsperiode der Nutzschwingungen, durch ein externes, nämlich von außerhalb
des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts verursachtes, gleichwohl sich auch innerhalb
des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts ausbreitendes Magnetfeld H1 eine unerwünschte,
beispielsweise nämlich zu erhöhten Fehlern bei der Messung des Massenstroms führenden,
Beeinflussung der ersten und/oder zweiten Nutzkomponente, mithin eine Beeinträchtigung
der Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung bewirken kann. Ursachen für ein solches
externes Magnetfeld H1 kann beispielsweise ein in der Nähe des jeweiligen Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
erzeugtes elektrisches Feld sein, etwa auf Grund von in der Nähe des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
betriebene Elektromotoren, Transformatoren, Wechselrichter oder hohe elektrische (Gleich-)Ströme
führende Anlagenteilen, wie z.B. Stromschienen, und/oder kann - wie auch in Fig. 4b
angedeutet - ein außerhalb des jeweiligen Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts bzw.
in dessen Nähe positionierter Magnet, beispielsweise ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet,
sein. Im Falle von Tauchspulen als Schwingungssensoren ist das vorbezeichnete innere
Magnetfeld H0 jeweils im wesentlichen durch deren jeweilige Permanentmagneten bzw.
das vorbezeichnete Änderungsverhalten des magnetischen Flusses im wesentlichen durch
die den Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements entsprechenden
Bewegungen des jeweiligen Permanentmagneten im zugehörigen Luftspalt bestimmt und
kann das externe Magentfeld H1 dazu führen, daß zumindest eine der dem inneren Magnetfeld
H0 entsprechenden vorbezeichneten Flußdichten (B1 bzw. B2) des jeweiligen magnetischen
Flusses Φ1 bzw. Φ2 verändert wird (B1 -> B1' = B1 + ΔB1, B1 → B2' = B2 + ΔB2). Eine
solche unerwünschte Beeinflussung der ersten und/oder zweiten Nutzkomponente s1
N, s2
N bzw. Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung durch ein externes
Magnetfeld H1 kann beispielsweise auch darin bestehen, daß - wie auch in Fig. 3 angedeutet
- zumindest eine der Nutzkomponenten eine zusätzliche frequenzgleiche Störkomponente
(S1
N, Err, S2
N, Err) enthält, derart, daß der vorbezeichnete Phasenwinkel nämlicher Nutzkomponente, mithin
auch die vorbezeichnete Phasendifferenz Δϕ12 (Δϕ12 → Δϕ12
Err) dann einen Phasenfehler, nämlich einen vom externen Magnetfeld H1 bzw. dessen Einfluß
auf den im jeweiligen Schwingungssensor letztlich etablierten magnetischen Fluß abhängig
Anteil aufweist; dies beispielsweise auch derart, daß die Integrität zumindest eines
der Schwingungsmeßsignale bzw. der Massenstrom-Meßwerte inakzeptabel herabgesetzt
ist bzw. daß nämlicher Phasenfehler eine Meßgenauigkeit, mit der die Umformerschaltung
US die Massenstrom-Meßwerte dann ermittelt aus einem für das Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
spezifizierten Toleranzbereich führt.
[0050] Um ein möglichst zeitnahes, gleichwohl präzises Detektieren eines - ggf. die Funktionstüchtigkeit
der Sensoranordnung beeinträchtigenden bzw. einen außerhalb einer Spezifikation des
Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts liegenden erhöhten Meßfehlers provozierenden -
externen Magnetfeldes H1 zu ermöglichen, weist die Sensoranordnung des erfindungsgemäßen
Meßsystems - wie auch in Fig. 4a und 4b schematisch dargestellt - ferner wenigstens
einen dem Erfassen eines - hier sich insbesondere nämlich durch Überlagerung des internen
Magnetfeldes H0 und des externen Magnetfeldes H1 ergebenden - zumindest anteilig auch
außerhalb der Schwingungssensoren 51, 52 etablierten Magnetfeldes H0 + H1 dienlichen
ersten Magnetfelddetektor 61 auf. Der Magnetfelddetektor 61 ist im besonderen eingerichtet,
Änderungen des Magnetfeldes H0 + H1 an einem sowohl vom vorbezeichneten ersten Meßpunkt
als auch vom vorbezeichneten zweiten Meßpunkt entfernten dritten Meßpunkt in ein,
beispielsweise elektrisches, erstes Magnetfeldsignal φ1 der Sensoranordnung zu wandeln,
das eine von einem - hier sowohl außerhalb des Schwingungssensors 51 als auch außerhalb
des Schwingungssensors 52 etablierten - dritten magnetischen Fluß Φ3, nämlich einem
magnetischen Fluß durch den Magnetfelddetektor 61 und/oder von einer Flächendichte
B3 nämlichen magnetischen Flusses Φ3 abhängige Amplitude U3 aufweist, derart, daß
das Magnetfeldsignal φ1 auf zumindest eine Änderung des magnetischen Flusses Φ3 und/oder
dessen Flächendichte B3 mit einer Änderung der Amplitude U3 folgt. Der Magnetfelddetektor
61 kann beispielsweise mittels wenigstens eines an Hall-Sensors und/oder mittels wenigstens
eines Reedschalter und/oder - wie auch in Fig. 5a, 5b, 6a und 6b jeweils angedeutet
- mittels einer Luftspule gebildet sein. Beim erfindungsgemäßen Meßsystem ist zudem
die die Umformerschaltung US auch dafür eingerichtet, anhand des Magnetfeldsignals
φ1 zumindest qualitativ zu ermitteln, ob innerhalb des Meßwandlers - zusätzlich zum
vorbezeichneten internen Magnetfeld H0 - auch das vorbezeichnete externe Magnetfeld
H1 etabliert ist, beispielsweise nämlich zu ermitteln, ob eine, insb. eine Funktionstüchtigkeit
der Sensoranordnung vermindernde und/oder eine Fehlfunktion der Sensoranordnung bewirkende
und/oder eine Integrität zumindest eines der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale
bzw. der Massenstrom-Meßwerte herabsetzende, Störung des Meßwandlers durch nämliches
externes Magnetfeld H1 vorliegt. Dementsprechend kann das Magnetfeldsignal φ1 beispielsweise
ein das vorbezeichnete Magnetfeld H0 + H1 bzw. die Veränderungen des internen Magnetfelds
H0 lediglich qualitativ bewertendes bzw. lediglich in begrenztem Umfang diskrete Werte
annehmendes Signal, beispielweise nämlich auch ein nominell lediglich zwei Zustände
aufweisendes binäres Schaltsignal, sein. Das Magnetfeldsignal φ1 kann aber beispielsweise
auch ein das Magnetfeld H0 + H1 bzw. dessen Änderungen wert- und zeitkontinuierlich
quantifizierendendes Analogsignal sein, beispielsweise nämlich eine analoges elektrisches
Signal mit einer vom magnetischen Fluß Φ3 und/oder von dessen Flächendichte B3 abhängigen
Spannung.
[0051] Nicht zuletzt für den vorbeschriebenen Fall, daß der Magnetfelddetektor 61 mittels
wenigstens einer Luftspule gebildet ist, kann der Magnetfelddetektor 61 vorteilhaft
am wenigstens einen Vibrationselement fixiert sein, derart, daß auch der Magnetfelddetektor
61 eingerichtet ist, den Schwingungsbewegungen des Vibrationselements 10, beispielsweise
nämlich denen der Nutz-Schwingungen, zu folgen und eine als Magnetfeldsignal φ1 dienliche
Induktionsspannung (u
i3) zu generieren, die entsprechend dem Induktionsgesetzt (für Bewegungsinduktion):
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2024/13/DOC/EPNWB1/EP19806229NWB1/imgb0003)
von einem entsprechenden Verkettungs- bzw. Induktionsfluß (Ψ3 = N3 · Φ3), nämlich
einem gesamtem magnetischen Fluß innerhalb der Luftspule, mithin vom magnetischen
Fluß Φ3 und einer zugehörigen Windungszahl (N3) abhängig ist.
[0052] Der Magnetfelddetektor 61 kann beispielsweise innerhalb des Elektronik-Gehäuse 100
untergebracht sein; alternativ kann der Magnetfelddetektor 61 aber auch - wie auch
in Fig. 2 schematisch dargestellt - innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses 100 untergebracht,
beispielsweise nämlich auch direkt am Aufnehmer-Gehäuse fixiert sein. Nach einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung ist dementsprechend ferner vorgesehen, daß der Magnetfelddetektor
61 in der Nähe des Schwingungssensors 51, beispielsweise auch weniger als 5 cm entfernt,
positioniert und/oder - wie auch in Fig. 5a, 5b, 6a und 6b schematisch jeweils dargestellt
bzw. aus deren Zusammenschau ohne weiteres ersichtlich - direkt am Schwingungssensor
51 angebracht ist. Für den vorbeschriebenen Fall, daß der Schwingungssensor 51 mittels
einer Tauchspule gebildet ist, kann der Magnetfelddetektor 61 - wie auch aus Fig.
5a und 5b bzw. 6a und 6b ohne weiteres ersichtlich - vorteilhaft auch an dem entsprechenden
Permanentmagneten 51A des Schwingungssensors 51 oder auch an dessen Luftspule 51B
angebracht sein; dies nicht zuletzt auch für den Fall, daß der Magnetfelddetektor
61 ebenfalls mittels einer Luftspule gebildet ist, beispielsweise auch derart, daß
die Luftspule des Magnetfelddetektors 61 koaxial zur Luftspule 51B bzw. zum Permanentmagneten
51A des Schwingungssensors 51 ausgerichtet ist.
[0053] Nicht zuletzt für den vorbeschriebenen Fall, daß das Magnetfeldsignal φ1 als ein
Analogsignal ausgebildet ist, ist die Umformerschaltung nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung ferner auch dafür eingerichtet, anhand des wenigstens einen Magnetfeldsignals
zumindest gelegentlich auch einen oder mehrere Kennzahlenwerte für wenigstens eine
- beispielsweise nämlich eine Beeinflussung der Sensoranordnung durch das externe
Magnetfeld und/oder eine Beeinflussung zumindest eines der magnetischen Flüsse Φ1,
Φ2 charakterisierende - Magnetfeld-Kennzahl MK1 zu berechnen, derart, daß nämliche
Magnetfeld-Kennzahl MK1; dies insb. derart, daß nämliche Magnetfeld-Kennzahl MK1 von
einer Abweichung des magnetischen Flusses Φ1 vom magnetischen Fluß Φ2 abhängig ist
und/oder nämliche Abweichung bewertet und/oder quantifiziert; alternativ nämliche
Magnetfeld-Kennzahl MK1 auch so gewählt bzw. können so berechnet werden, daß die Magnetfeld-Kennzahl
MK1 von einer Abweichung des magnetischen Flusses Φ3 von einem vorab ermittelten Bezugswert
und damit indirekt auch von einer Abweichung zumindest des magnetischen Flusses Φ1
vom Bezugswert abhängig ist und/oder nämliche Abweichung bewertet und/oder quantifiziert,
für die Sensoren-Kennzahl MK1 beispielsweise also gilt:
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2024/13/DOC/EPNWB1/EP19806229NWB1/imgb0004)
[0054] Die Magnetfeld-Kennzahl MK1 kann im Betrieb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
wiederkehrend mittels der Umformerschaltung US ermittelt werden, beispielsweise anhand
von für die Amplitude U3 des Magnetfeldsignals φ1 ermittelte digitale Amplitudenwerte.
Für den erwähnten Fall, daß in der Umformerschaltung US wenigstens ein nicht flüchtiger
elektronischer Datenspeicher EEPROM vorgesehen ist kann die Umformerschaltung US zudem
dafür eingerichtet sein, eingerichtet sein, einen oder mehrere der vorbezeichneten
digitalen Amplitudenwerte für die Amplitude U3 in nämlichem Datenspeicher EEPROM zu
speichern, beispielsweise auch jeweils zusammen mit einem Zahlenwert für eine einen
jeweiligen Zeitpunkt des Ermittelns des jeweiligen Kennzahlenwerts entsprechenden
Zeitvariable (Zeitstempel).
[0055] Zum Detektieren des Vorliegens eines die Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung,
mithin die Meßgenauigkeit des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts beeinträchtigenden
externen Magnetfeldes ist die Umformerschaltung US gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung ferner eingerichtet, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die wenigstens
eine Magnetfeld-Kennzahl MK1 auszuwerten, beispielsweise nämlich jeweils mit einem
oder mehreren für die nämliche Magnetfeld-Kennzahl MK1 vorab ermittelten, beispielsweise
nämlich in vorbezeichnetem nicht flüchtigen elektronischen Datenspeicher EEPROM gespeicherten,
Bezugswerten BK1
1 (BK1
1, BK1
2,...BK1
i...) zu vergleichen. Dementsprechend ist die Umformerschaltung US ferner auch dafür
eingerichtet, zu ermitteln, ob ein oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl
MK1 größer als einer oder mehrere solcher, beispielsweise nämlich ein nicht mehr intaktes
Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät repräsentierende, Bezugswerte für die Magnetfeld-Kennzahl
MK1 ist und ggf. beispielsweise auch eine dies signalisierende (Störungs-)Meldung
auszugeben, beispielsweise nämlich vor Ort anzuzeigen und/oder als Statusmeldung an
das vorbezeichnete elektronischen Datenverarbeitungssystem zu übermitteln. Bei den
vorbezeichneten Bezugswerten für die Magnetfeld-Kennzahl MK1 kann es sich beispielsweise
um eine (auf ein externes Magnetfeld zurückzuführende) verminderte Funktionstüchtigkeit
der Sensoranordnung bzw. eine (auf ein externes Magnetfeld zurückzuführende) Fehlfunktion
der Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte handeln. Nämliche Bezugswerte können
beispielsweise vorab, beispielsweise nämlich vom Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
bzw. bei einer während der Herstellung des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts vollzogenen
(Werks-)Kalibrierung und/oder während der Inbetriebnahme vor Ort, und/oder im Betrieb
des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts ermittelt werden; dies beispielsweise, derart,
daß zunächst die jeweilige Magnetfeld-Kennzahl MK1 für das fertiggestellte, mithin
intakte Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät ermittelt und mit einem einer noch tolerierbaren
Beeinflussung entsprechenden Toleranzwert entsprechend in den Bezugswert BK1
1 umgerechnet wird und/oder indem die Magnetfeld-Kennzahl MK1 mittels des in der Nähe
eines ein Referenz-Magnetfeld bewirkenden Magneten positionierten, ansonsten aber
intakten Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts direkt ermittelt und als Bezugswert BK1
1 im Datenspeicher EEPROM abgespeichert wird.
[0056] Die Ermittlung der Kennzahlenwerte MK1 bzw. das Ermitteln des Vorliegens eines externen
Magnetfeldes kann beispielsweise automatisiert, beispielsweise nämlich zeitgesteuert
und/oder auch in Abhängigkeit von Änderungen von anderen Diagnosewerten, initiiert
bzw. wieder ausgesetzt werden. Alternativ oder in Ergänzung kann die Ermittlung der
Kennzahlenwerte aber auch von extern des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts initiiert
und/oder ausgesetzt werden, beispielsweise nämlich ausgehend von vorbezeichnetem elektronischen
Datenverarbeitungssystem über die vorbezeichnete Sende- und Empfangselektronik COM
und/oder ausgehend von Bedienpersonal vor Ort über die vorbezeichnete Anzeige- und
Bedienelement HMI. Dementsprechend ist die Umformerschaltung nach einer weiteren eingerichtet
ist, einen zumindest die Ermittlung der Kennzahlenwerte für zumindest die Magnetfeld-Kennzahl
MK1, ggf. nämlich auch deren vorbezeichnete Auswertung initiierenden Start-Befehl
zu empfangen und auszuwerten, nämlich einen Eingang des Start-Befehls zu detektieren
und daraufhin eine Ermittlung der Kennzahlenwerte für die erste Magnetfeld-Kennzahl
MK1 in Gang zu setzen und/oder ist die Umformerschaltung eingerichtet, einen die Ermittlung
der Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl MK1 zumindest vorübergehend unterbindenden
Stop-Befehl zu empfangen und auszuwerten, nämlich einen Eingang des Stop-Befehls zu
detektieren und daraufhin eine Ermittlung der Kennzahlenwerte für die erste Magnetfeld-Kennzahl
MK1 zumindest vorübergehend anzuhalten.
[0057] Um die Genauigkeit bzw. Verläßlichkeit mit der die Anwesenheit des externe Magnetfeldes
festegestelt werden kann weiter zu erhöhen ist nach einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung vorgesehen, daß die Sensoranordnung zum Erfassen des Magnetfeldes - wie
auch in Fig. 2. bzw. 7a und 7b jeweils angedeutet bzw. auch aus deren Zusammenschau
ohne weiteres ersichtlich - wenigstens einen, beispielsweise auch zum Magnetfelddetektor
61 baugleichen, zweiten Magnetfelddetektor 62 aufweist, der eingerichtet ist, Änderungen
des Magnetfeldes H0 bzw. H0+H1 an einem vom vorbezeichneten dritten Meßpunkt entfernten,
beispielsweise nämlich auch vom ersten Meßpunkt und/oder vom zweiten Meßpunkten entfernten,
vierten Meßpunkt in ein, insb. nämliche Änderungen des Magnetfeldes bewertendes und/oder
die Änderungen quantifizierendendes und/oder elektrisches, zweites Magnetfeldsignal
φ2 der Sensoranordnung zu wandeln, das eine von einem vierten magnetischen Fluß Φ4,
nämlich einem magnetischen Fluß durch den Magnetfelddetektor 62 und/oder von einer
Flächendichte B4 nämlichen magnetischen Flusses Φ4 abhängige Amplitude U4 aufweist,
derart, daß das Magnetfeldsignal φ2 auf zumindest eine Änderung des vierten magnetischen
Flusses Φ4 und/oder dessen Flächendichte B4 mit einer Änderung der Amplitude U4 folgt.
Ferner ist die Umformerschaltung zudem eingerichtet, auch das Magnetfeldsignal φ2
zu empfangen und auszuwerten, nämlich anhand auch des Magnetfeldsignals φ2 zu ermitteln,
ob das externe Magnetfeld H1 vorliegt. Der Magnetfeldetektor 62 kann beispielsweise
am Schwingungssensor 52 angebracht oder in dessen Nähe, insb. nämlich weniger als
5 cm entfernt, positioniert sein. Alternativ oder in Ergänzung kann das Magnetfeldsignal
φ2 auch als ein Analogsignal ausgebdildet sein, beispielsweise mit einer vom magnetischen
Fluß Φ4 und/oder von dessen Flächendichte B4 abhängigen Spannung.
1. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät, insb. Coriolis-Massendurchfluß-/Dichte-Meßgerät,
zum Messen eines Massenstroms eines fluiden Meßstoff - insb. eines Gases, einer Flüssigkeit
oder einer Dispersion -, welches Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät umfaßt:
- einen Meßwandler (MW), der wenigstens ein Vibrationselement (10), eine Erregeranordnung
sowie eine Sensoranordnung aufweist und der eingerichtet ist, den Meßstoff zu führen,
nämlich zumindest zeitweise vom Meßstoff durchströmt zu werden;
- sowie eine mit dem Meßwandler, nämlich sowohl mit dessen Erregeranordnung als auch
dessen Sensoranordnung elektrisch gekoppelte, insb. mittels wenigstens eines Mikroprozessors
gebildete, elektronische Umformerschaltung (US);
- wobei das wenigstens eine Vibrationselement eingerichtet ist, vom strömenden Meßstoff
kontaktiert und währenddessen vibrieren gelassen zu werden;
- wobei die Erregeranordnung eingerichtet ist, dorthin eingespeiste elektrische Leistung
in erzwungene mechanische Schwingungen des Vibrationselements bewirkende mechanische
Leistung zu wandeln;
- wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, ein elektrisches Treibersignal (e1)
zu generieren und damit elektrische Leistung in die Erregeranordnung einzuspeisen,
derart, daß das Vibrationselement zumindest anteilig Nutzschwingungen, nämlich erzwungene
mechanische Schwingungen mit wenigstens einer Nutzfrequenz, nämlich einer durch das
elektrische Treibersignal vorgegebenen, insb. einer Resonanzfrequenz des Meßwandlers
entsprechenden, Schwingungsfrequenz ausführt, die geeignet sind, im strömendem Meßstoff
vom Massenstrom abhängige Corioliskräfte zu bewirken;
- wobei die Sensoranordnung zum Erfassen mechanischer Schwingungen des wenigstens
einen Vibrationselements, insb. dessen Nutzschwingungen, einen elektrodynamischen
ersten Schwingungssensor (51) und wenigstens einen, insb. zum ersten Schwingungssensor
(51) baugleichen, elektrodynamischen zweiten Schwingungssensor (52) aufweist,
-- wobei der erste Schwingungssensor (51) eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen
des wenigstens einen Vibrationselements an einem ersten Meßpunkt in ein elektrisches
erstes Schwingungsmeßsignal der Sensoranordnung zu wandeln, derart, daß nämliches
erstes Schwingungsmeßsignal
-- wenigstens eine erste Nutzkomponente (s1N1), nämlich eine Wechselspannungskomponente
--- mit einer der Nutzfrequenz entsprechenden Frequenz,
--- und mit einer von der Nutzfrequenz und einem ersten magnetischen Fluß (Φ1), nämlich
einem magnetischen Fluß durch den ersten Schwingungssensor (51) abhängigen Amplitude
(U1N) aufweist;
-- und wobei der zweite Schwingungssensor (52) eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen
des wenigstens einen Vibrationselements an einem vom ersten Meßpunkt entfernten zweiten
Meßpunkt in ein elektrisches zweites Schwingungsmeßsignal der Sensoranordnung zu wandeln,
derart, daß nämliches zweites Schwingungsmeßsignal
-- wenigstens eine zweite Nutzkomponente (s2N1), nämlich eine Wechselspannungskomponente
--- mit einer der Nutzfrequenz entsprechenden Frequenz,
--- und mit einer von der Nutzfrequenz und einem zweiten magnetischen Fluß (Φ2), nämlich
einem magnetischen Fluß durch den zweiten Schwingungssensor (52) abhängigen Amplitude
aufweist;
- und wobei die Sensoranordnung zum Erfassen eines zumindest anteilig auch außerhalb
der ersten und zweiten Schwingungssensoren etablierten Magnetfeldes (H0; H0+H1) wenigstens
einen, insb. mittels eines Hall-Sensors und/oder eines Reedschalters gebildeten, ersten
Magnetfelddetektor (61) aufweist, der eingerichtet ist, Änderungen des Magnetfeldes
(H0; H0+H1) an einem sowohl vom ersten Meßpunkt als auch vom zweiten Meßpunkt entfernten
dritten Meßpunkt in ein, insb. nämliche Änderungen bewertendes und/oder die Änderungen
quantifizierendendes und/oder elektrisches, erstes Magnetfeldsignal (φ1) der Sensoranordnung
zu wandeln, das eine von einem dritten magnetischen Fluß (Φ3), nämlich einem magnetischen
Fluß durch den ersten Magnetfelddetektor und/oder von einer Flächendichte (B3) nämlichen
magnetischen Flusses (Φ3) abhängige Amplitude (U3) aufweist, derart, daß das erste
Magnetfeldsignal auf zumindest eine Änderung des dritten magnetischen Flusses (Φ3)
und/oder dessen Flächendichte (B3) mit einer Änderung der Amplitude (U3) folgt;
- und wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, sowohl die ersten und zweiten
Schwingungsmeßsignale als auch das erste Magnetfeldsignal (φ1) zu empfangen und auszuwerten,
nämlich
-- anhand der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale den Massenstrom repräsentierende,
insb. digitale, Massenstrom-Meßwerte zu ermitteln
-- sowie anhand des ersten Magnetfeldsignals zumindest qualitativ zu ermitteln, ob
innerhalb des Meßwandlers ein externes, insb. durch ein außerhalb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
erzeugtes elektrisches Feld und/oder durch einen außerhalb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
positionierten Magneten verursachtes, Magnetfeld (H1) etabliert ist, insb. nämlich
zu ermitteln, ob eine, insb. eine Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung vermindernde
und/oder eine Fehlfunktion der Sensoranordnung bewirkende und/oder eine Integrität
zumindest eines der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale bzw. der Massenstrom-Meßwerte
herabsetzende, Störung des Meßwandlers durch nämliches externes Magnetfeld (H1) vorliegt.
2. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach Anspruch 1, wobei das erste Magnetfeldsignal
(φ1) ein, insb. werte- und zeitkontinuierliches, Analogsignal ist, insb. mit einer
vom dritten magnetischen Fluß und/oder von dessen Flächendichte (B3) abhängigen Spannung.
3. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Umformerschaltung
eingerichtet ist, anhand des ersten Magnetfeldsignals Kennzahlenwerte für wenigstens
eine, insb. eine Beeinflussung der Sensoranordnung durch das externe Magnetfeld und/oder
eine Beeinflussung zumindest eines der ersten und zweiten magnetischen Flüsse charakterisierende,
Magnetfeld-Kennzahl (MK1) zu berechnen, insb. derart, daß nämliche Magnetfeld-Kennzahl
von einer Abweichung des ersten magnetischen Flusses vom zweiten magnetischen Fluß
abhängig ist und/oder nämliche Abweichung bewertet und/oder quantifiziert oder daß
nämliche Magnetfeld-Kennzahl von einer Abweichung des ersten magnetischen Flusses
von einem vorab ermittelten Bezugswert abhängig ist und/oder nämliche Abweichung bewertet
und/oder quantifiziert.
4. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Umformerschaltung
eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl jeweils
mit einem oder mehreren für die Magnetfeld-Kennzahl, insb. vom Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts
und/oder bei der Herstellung des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät, ermittelten Bezugswerten,
insb. einem oder mehreren eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung
repräsentierenden Bezugswerten und/oder einem oder mehreren eine Fehlfunktion der
Sensoranordnung repräsentierenden Bezugswerten und/oder einem oder mehreren ein nicht
mehr intaktes Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät repräsentierenden Bezugswerten, zu
vergleichen.
5. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Umformerschaltung
eingerichtet ist, zu ermitteln, ob eine oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl
(MK1) größer als der wenigstens eine Bezugswert für die Magnetfeld-Kennzahl ist, insb.
nämlich falls ein oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl größer
als ein oder mehrere eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung repräsentierende
Bezugswerte und/oder größer als ein oder mehrere eine Fehlfunktion der Sensoranordnung
repräsentierende Bezugswerte ist und/oder größer als ein oder mehrere ein nicht mehr
intaktes Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät repräsentierenden Bezugswerten ist, eine
dies signalisierende Meldung auszugeben.
6. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Umformerschaltung
einen nicht-flüchtigen elektronischen Datenspeicher (EEPROM) aufweist, der dafür eingerichtet
ist, digitale Daten, insb. auch ohne eine angelegte Betriebsspannung, vorzuhalten,
insb. nämlich einen oder mehrere vorab ermittelte Bezugswerte für die Magnetfeld-Kennzahl
zu speichern.
7. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach Anspruch 3 und 6, wobei im elektronischen Datenspeicher
ein oder mehrere, insb. vom Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder
bei der Herstellung des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder im Betrieb des
Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts vorab ermittelte, Bezugswerte für die Magnetfeld-Kennzahl,
insb. nämlich ein oder mehrere eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung
repräsentierende Bezugswerte und/oder nämlich ein oder mehrere eine Fehlfunktion der
Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte, gespeichert sind.
8. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Umformerschaltung
eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl jeweils
mit einem oder mehreren im Datenspeicher gespeicherten Bezugswerten für die Magnetfeld-Kennzahl
zu vergleichen.
9. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste
Magnetfeldetektor am ersten Schwingungssensor (51) angebracht oder in dessen Nähe,
insb. nämlich weniger als 5 cm entfernt, positioniert, insb. nämlich am wenigstens
einen Vibrationselement fixiert, ist.
10. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend:
ein Aufnehmer-Gehäuse (100), wobei das wenigstens eine Vibrationselement (10), die
Erregeranordnung sowie zumindest teilweise die Sensoranordnung innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses
(100) untergebracht sind, insb. derart, daß das wenigstens eine Vibrationselement
(10) am Aufnehmer-Gehäuse (100) fixiert ist und/oder daß der erste Magnetfelddetektor
innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses (100) untergebracht und daran fixiert ist.
11. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend:
ein Elektronik-Gehäuse (200), wobei die Umformerschaltung, insb. nämlich sowohl die
Umformerschaltung als auch der erste Magnetfelddetektor innerhalb des Elektronik-Gehäuses
(100) untergebracht, ist.
12. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der erste Schwingungssensor mittels einer ersten Tauchspule und der zweite
Schwingungssensor mittels einer zweiten Tauchspule gebildet ist; und/oder
- wobei der erste Magnetfelddetektor mittels wenigstens einer am wenigstens einen
Vibrationselement fixierten Luftspule gebildet ist; und/oder
- wobei der erste Magnetfelddetektor mittels wenigstens eines Hall-Sensors gebildet
ist; und/oder
- wobei der erste Magnetfelddetektor mittels wenigstens eines Reedschalters gebildet
ist.
13. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der erste Schwingungssensor einen, insb. unter Bildung des ersten Meßpunkts
mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement verbundenen, ersten Permanentmagneten
sowie eine erste Luftspule aufweist,
-- wobei der erste Permanentmagnet einen den ersten Magnetischer Fluß (B1) führenden
ersten Luftspalt bildet und die erste Luftspule zumindest teilweise innerhalb nämlichen
ersten Luftspalts positioniert ist,
-- und wobei der erste Permanentmagnet und die erste Luftspule eingerichtet sind,
durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements relativ zueinander
bewegt zu werden und eine als erstes Schwingungsmeßsignal dienliche erste Induktionsspannung
zu generieren; und
- wobei der zweite Schwingungssensor einen, insb. unter Bildung des zweiten Meßpunkts
mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement verbundenen, zweiten Permanentmagneten
sowie eine zweite Luftspule aufweist,
-- wobei der zweite Permanentmagnet einen den zweiten Magnetischer Fluß (B2) führenden
zweiten Luftspalt bildet und die zweite Luftspule zumindest teilweise innerhalb nämlichen
zweiten Luftspalts positioniert ist,
-- und wobei der zweite Permanentmagnet und die zweite Luftspule eingerichtet sind,
durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements relativ zueinander
bewegt zu werden und eine als zweites Schwingungsmeßsignal dienliche zweite Induktionsspannung
zu generieren.
14. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Sensoranordnung zum Erfassen des Magnetfeldes (H) wenigstens einen, insb.
zum ersten Magnetfelddetektor baugleichen und/oder am zweiten Schwingungssensor (52)
oder in dessen Nähe angebrachten, zweiten Magnetfelddetektor (62) aufweist, der eingerichtet
ist, Änderungen des Magnetfeldes an einem vom dritten Meßpunkt entfernten, insb. auch
vom ersten Meßpunkt und/oder vom zweiten Meßpunkten entfernten, vierten Meßpunkt in
ein, insb. nämliche Änderungen bewertendes und/oder die Änderungen quantifizierendendes
und/oder elektrisches, zweites Magnetfeldsignal (φ2) der Sensoranordnung zu wandeln,
das eine von einem vierten magnetischen Fluß (Φ4), nämlich einem magnetischen Fluß
durch den zweiten Magnetfelddetektor und/oder von einer Flächendichte (B4) nämlichen
magnetischen Flusses (Φ4) abhängige Amplitude (U4) aufweist, derart, daß das zweite
Magnetfeldsignal (φ2) auf zumindest eine Änderung des vierten magnetischen Flusses
(Φ4) und/oder dessen Flächendichte (B4) mit einer Änderung der Amplitude (U4) folgt;
- und wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, auch das zweite Magnetfeldsignal
(φ2) zu empfangen und auszuwerten, nämlich anhand auch des zweiten Magnetfeldsignals
zu ermitteln, ob das externe Magnetfeld (H1) vorliegt.
15. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei jede der ersten und zweiten Nutzkomponenten jeweils einen vom Massenstrom
abhängigen Phasenwinkel aufweist und wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist,
die Massenstrom-Meßwerte anhand einer Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten
Nutzkomponenten, nämlich einer Differenz zwischen dem Phasenwinkel der ersten Nutzkomponente
und dem Phasenwinkel der zweiten Nutzkomponente zu berechnen; und/oder
- wobei die Erregeranordnung zum Anregen von Schwingungen des wenigstens eine Meßrohrs
einen, insb. elektrodynamischen und/oder einzigen, Schwingungserreger (41) aufweist;
und/oder
- wobei das wenigstens eine Vibrationselement mittels wenigstens eines, insb. zumindest
abschnittsweise geraden und/oder zumindest abschnittsweise kreisbogenförmigen, Rohrs
mit einem von einer, insb. metallischen, Rohrwand und einem davon umhüllten Lumen
gebildet und dafür eingerichtet ist, von Meßstoff durchströmt und währenddessen vibrieren
gelassen zu werden.
1. A Coriolis mass flow meter, in particular a Coriolis mass flow/density meter, for
measuring a mass flow of a fluid medium - in particular a gas, a liquid or a dispersion
- said Coriolis mass flow meter comprising:
- A transducer (MW), which has at least one vibrating element (10), an exciter assembly
and a sensor assembly, and which is configured to conduct the medium, namely to have
the medium flow through it at least occasionally;
- And an electronic converter circuit (US) which is electrically coupled with the
transducer, namely electrically coupled with both its exciter assembly and its sensor
assembly, and which is in particular formed by at least one microprocessor;
- wherein the at least one vibrating element is configured to be contacted by the
flowing medium, causing it to vibrate in the process;
- wherein the exciter assembly is configured to convert the electrical energy fed
to it into mechanical power, which causes mechanical vibrations of the vibrating element;
- wherein the converter circuit is configured to generate an electrical driver signal
(e1) and therefore to feed electrical power to the exciter assembly in such a way
that the vibrating element carries out useful vibrations at least proportionally,
namely forced mechanical vibrations at at least one useful frequency, namely at a
vibration frequency prespecified by the electrical driver signal, in particular at
a resonance frequency of the transducer, which are suitable for effecting Coriolis
forces dependent on the mass flow in the flowing medium;
- wherein the sensor assembly for recording mechanical vibrations of the at least
one vibrating element, in particular its useful vibrations, has an electrodynamic
first vibration sensor (51) and at least one electrodynamic second vibration sensor
(52), in particular one with an identical design to that of the first vibration sensor
(51),
- wherein the first vibration sensor (51) is configured to convert vibrating movements
of the at least one vibrating element at a first measuring point into a first electrical
vibration measuring signal of the sensor assembly in such a way that said first vibration
measuring signal
- has at least a first useful component (s1N1), namely an alternating voltage component
- with a frequency corresponding to the useful frequency,
- and with an amplitude (U1N) which depends on the useful frequency and a first magnetic flux (Φ1), namely a magnetic
flux through the first vibration sensor (51);
- and wherein the second vibration sensor (52) is configured to convert vibrating
movements of the at least one vibrating element at a second measuring point positioned
away from the first measuring point into an electrical second vibration measuring
signal of the sensor assembly in such a way that said second vibration measuring signal
- has at least a second useful component (s2N1), namely an alternating voltage component
- with a frequency corresponding to the useful frequency,
- and with an amplitude which depends on the useful frequency and a second magnetic
flux (Φ2), namely a magnetic flux through the second vibration sensor (52);
- and wherein the sensor assembly for recording a magnetic field (H0; H0+H1) established
at least proportionally also outside the first and second vibration sensors has at
least a first magnetic field detector (61), in particular one formed by a Hall sensor
and/or a Reed switch, said magnetic field detector being configured to convert changes
to the magnetic field (H0; H0+H1) at a third measuring point positioned away from
the first measuring point and the second measuring point into a first magnetic field
signal (φ1) of the sensor assembly, in particular a signal which evaluates and/or
quantifies said changes and/or which is electrical, said first magnetic field signal
having an amplitude (U3) which depends on a third magnetic flux (Φ3), namely a magnetic
flux through the first magnetic field detector and/or on a surface density (B3) of
said magnetic flux (Φ3) in such a way that the first magnetic field signal follows
at least one change to the third magnetic flux (Φ3) and/or its surface density (B3)
with a change to the amplitude (U3);
- and wherein the converter circuit is configured to receive and evaluate both the
first and second vibration measuring signals as well as the first magnetic field signal
(φ1), namely
- to determine, using the first and second vibration measuring signals, mass flow
measured values, in particular digital ones, which represent the mass flow,
- and to at least qualitatively determine, using the first magnetic field signal,
whether an external magnetic field (H1) has been established inside the transducer,
in particular one caused by an electrical field generated outside the Coriolis mass
flow meter and/or by a magnet positioned outside the Coriolis mass flow meter, in
particular namely to determine whether there is a transducer malfunction due to said
external magnetic field (H1), in particular one which impairs the functionality of
the sensor assembly and/or causes a sensor assembly malfunction and/or reduces the
integrity of at least one of the first and second vibration measuring signals or mass
flow measured values.
2. The Coriolis mass flow meter as claimed in claim 1, wherein the first
magnetic field signal (φ1) is an analog signal, in particular a continuous-value and
continuous-time analog signal, in particular one which has a voltage dependent on
the third magnet flux and/or its surface density (B3).
3. The Coriolis mass flow meter as claimed in the preceding claim, wherein the converter
circuit is configured to calculate key values for at least one magnetic field figure
(MK1) using the first magnetic field signal, in particular a magnetic field figure
which characterizes an impact on the sensor assembly due the external magnetic field
and/or an impact on at least one of the first and second magnetic fluxes, in particular
in such a way that said magnetic field figure is dependent on a deviation of the first
magnetic flux from the second magnetic flux and/or evaluates and/or quantifies said
deviation, or in such a way that said magnetic field figure is dependent on a deviation
of the first magnetic flux from a reference value determined in advance and/or evaluates
and/or quantifies said deviation.
4. The Coriolis mass flow meter as claimed in the preceding claim, wherein the converter
circuit is configured to compare one or more key values for the magnetic field figure
with one or more reference values for the magnetic field figure, in particular reference
values which have been determined in advance by the manufacturer of the Coriolis mass
flow meter and/or during manufacture of the Coriolis mass flow meter, in particular
one or more reference values indicative of impaired functionality of the sensor assembly
and/or one or more reference values indicative of a sensor assembly malfunction and/or
one or more reference values indicative of a Coriolis mass flow meter that is no longer
intact.
5. The Coriolis mass flow meter as claimed in the preceding claim, wherein the converter
circuit is configured to determine whether one or more key values for the magnetic
field figure (MK1) are greater than the at least one reference value for the magnetic
field figure, in particular namely to provide notification if one or more key values
for the magnetic field figure are greater than one or more reference values indicative
of impaired functionality of the sensor assembly and/or greater than one or more reference
values indicative of a sensor assembly malfunction and/or greater than one or more
reference values indicative of a Coriolis mass flow meter that is no longer intact.
6. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims, wherein the
converter circuit has a non-volatile electronic memory (EEPROM) which is configured
for storing digital data, in particular also when no operating voltage is present,
in particular to store namely one or more reference values for the magnetic field
figure which have been determined in advance.
7. The Coriolis mass flow meter as claimed in claims 3 and 6, wherein reference values
for the magnetic field figure, in particular reference values which have been determined
in advance by the manufacturer of the Coriolis mass flow meter and/or during manufacture
of the Coriolis mass flow meter and/or during operation of the Coriolis mass flow
meter are saved in the electronic memory, in particular namely one or more reference
values indicative of impaired functionality of the sensor assembly and/or namely one
or more reference values indicative of a sensor assembly malfunction.
8. The Coriolis mass flow meter as claimed in the preceding claim, wherein the converter
circuit is configured to compare one or more key values for the magnetic field figure
with one or more reference values for the magnetic field figure saved in the memory.
9. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims, wherein the
first magnetic field detector is attached to the first vibration sensor (51) or positioned
near it, in particular namely no more than 5 cm away, in particular namely secured
to the at least one vibrating element.
10. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims, further comprising:
A sensor housing (100), wherein the at least one vibrating element (10), the exciter
assembly and at least part of the sensor assembly are housed inside the sensor housing
(100), in particular in such a way that the at least one vibrating element (10) is
secured to the sensor housing (100) and/or that the first magnetic field detector
is housed inside the sensor housing (100) and secured to it.
11. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims, further comprising:
An electronics enclosure (200), wherein the converter circuit, in particular namely
both the converter circuit and the first magnetic field detector, is housed inside
the electronics enclosure (100).
12. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims,
- wherein the first vibration sensor is formed by a first plunger coil and the second
vibration sensor is formed by a second plunger coil; and/or
- wherein the first magnetic field detector is formed by at least one air coil secured
to the at least one vibrating element; and/or
- wherein the first magnetic field detector is formed by at least one Hall sensor;
and/or
- wherein the first magnetic field detector is formed by at least one Reed switch.
13. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims,
- wherein the first vibration sensor has a first permanent magnet, in particular which
is mechanically connected to the at least one vibrating element to form the first
measuring point, as well as a first air coil,
- wherein the first permanent magnet forms a first air gap which conducts the first
magnetic flux (B1) and the first air coil is positioned at least partly inside said
first air gap,
- and wherein the first permanent magnet and the first air coil are configured to
be moved relative to one another due to vibrating movements of the at least one vibrating
element and to generate a first inductive voltage which serves as a first vibration
measuring signal; and
- wherein the second vibration sensor has a second permanent magnet, in particular
which is mechanically connected to the at least one vibrating element to form the
second measuring point, as well as a second air coil,
- wherein the second permanent magnet forms a second air gap which conducts the second
magnetic flux (B2) and the second air coil is positioned at least partly inside said
second air gap,
and wherein the second permanent magnet and the second air coil are configured to
be moved relative to one another due to vibrating movements of the at least one vibrating
element and to generate a second inductive voltage which serves as a second vibration
measuring signal.
14. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims,
- wherein the sensor assembly for recording the magnetic field (H) has at least a
second magnetic field detector (62), in particular one which has an identical design
to that of the first magnetic field detector and/or which is attached to the second
vibration sensor (52) or near it, said second magnetic field detector being configured
to convert changes to the magnetic field at a fourth measuring point positioned away
from the third measuring point, in particular also positioned away from the first
measuring point and/or from the second measuring point, into a second magnetic field
signal (φ2) of the sensor assembly, in particular a signal which evaluates and/or
quantifies said changes and/or which is electrical, said second magnetic field signal
having an amplitude (U4) which depends on a fourth magnetic flux (Φ4), namely a magnetic
flux through the second magnetic field detector and/or on a surface density (B4) of
said magnetic flux (Φ4) in such a way that the second magnetic field signal (φ2) follows
at least one change to the fourth magnetic flux (Φ4) and/or its surface density (B4)
with a change to the amplitude (U4);
- and wherein the converter circuit is configured to also receive and evaluate the
second magnetic field signal (φ2), namely to determine whether the external magnetic
field (H1) is present, also using the second magnetic field signal.
15. The Coriolis mass flow meter as claimed in one of the preceding claims,
- wherein each of the first and second useful components has a phase angle which depends
on the mass flow, and wherein the converter circuit is configured to calculate the
mass flow measured values using a phase difference between the first and second useful
components, namely a difference between the phase angle of the first useful component
and the phase angle of the second useful component; and/or
- wherein the exciter assembly for causing the at least one measuring tube to vibrate
has a vibration generator (41), in particular one which is electrodynamic and/or which
is the sole vibration generator; and/or
- wherein the at least one vibrating element is formed by at least one pipe, in particular
one which has at least some straight sections and/or at least some curved sections,
with a pipe wall, in particular a metallic pipe wall, and a lumen enclosed by said
wall, and is configured for the medium to flow through it, causing said vibrating
element to vibrate.
1. Débitmètre massique Coriolis, notamment un débitmètre/densimètre Coriolis, destiné
à la mesure d'un débit massique d'un produit fluide - notamment d'un gaz, d'un liquide
ou d'une dispersion -, lequel débitmètre massique Coriolis comprend :
- un transducteur (MW), lequel présente au moins un élément vibrant (10), un dispositif
d'excitation ainsi qu'un arrangement de capteurs, et lequel transducteur est conçu
pour guider le produit, à savoir pour être traversé au moins temporairement par le
produit ;
- ainsi qu'un circuit de transmetteur électronique (US) couplé électriquement au transducteur,
à savoir aussi bien à son dispositif d'excitation qu'à son arrangement de capteurs,
lequel transducteur est notamment constitué d'au moins un microprocesseur ;
- l'au moins un élément vibrant étant conçu pour être mis en contact avec le produit
qui s'écoule et pour être laissé vibrer pendant ce temps ;
- le dispositif d'excitation étant conçu pour convertir la puissance électrique qui
lui est fournie en une puissance mécanique provoquant des vibrations mécaniques forcées
de l'élément vibrant ;
- le circuit de transmetteur étant conçu pour générer un signal d'attaque électrique
(e1) et injecter ainsi de la puissance électrique dans le dispositif d'excitation,
de telle sorte que l'élément vibrant exécute au moins en partie des vibrations utiles,
à savoir des vibrations mécaniques forcées avec au moins une fréquence utile, à savoir
une fréquence de vibration prédéfinie par le signal d'attaque électrique, correspondant
notamment à une fréquence de résonance du transducteur, lesquelles vibrations sont
appropriées pour provoquer des forces de Coriolis dépendant du débit massique dans
le produit en écoulement ;
- l'arrangement de capteurs présentant, pour détecter les vibrations mécaniques de
l'au moins un élément vibrant, notamment ses vibrations utiles, un premier capteur
de vibrations (51) électrodynamique et au moins un deuxième capteur de vibrations
(52) électrodynamique, notamment de construction identique au premier capteur de vibrations
(51),
-- le premier capteur de vibrations (51) étant conçu pour convertir les mouvements
vibratoires de l'au moins un élément vibrant au niveau d'un premier point de mesure,
en un premier signal électrique de mesure de vibration de l'arrangement de capteurs,
de telle sorte que ledit premier signal de mesure de vibration
-- présente au moins une première composante utile (s1N1), à savoir une composante de tension alternative
--- d'une fréquence correspondant à la fréquence utile,
--- et d'une amplitude (U1N) dépendant de la fréquence utile et d'un premier flux magnétique (Φ1), à savoir un
flux magnétique à travers le premier capteur de vibrations (51) ;
-- et le deuxième capteur de vibrations (52) étant conçu pour convertir les mouvements
vibratoires de l'au moins un élément vibrant au niveau d'un deuxième point de mesure
éloigné du premier point de mesure, en un deuxième signal électrique de mesure de
vibrations de l'arrangement de capteurs, de telle sorte que ledit deuxième signal
de mesure de vibration
-- présente au moins une deuxième composante utile (s2N1), à savoir une composante de tension alternative
--- d'une fréquence correspondant à la fréquence utile,
--- et d'une amplitude dépendant de la fréquence utile et d'un deuxième flux magnétique
(Φ2), à savoir un flux magnétique à travers le deuxième capteur de vibrations (52)
;
- et l'arrangement de capteurs présentant, pour la détection d'un champ magnétique
(H0 ; H0+H1) établi au moins en partie également en dehors du premier et du deuxième
capteur de vibrations, au moins un premier détecteur de champ magnétique (61), formé
notamment au moyen d'un capteur à effet Hall et/ou d'un interrupteur à lames souples,
lequel détecteur est conçu pour convertir les modifications du champ magnétique (H0
; H0+H1) au niveau d'un troisième point de mesure éloigné à la fois du premier point
de mesure et du deuxième point de mesure, en un premier signal de champ magnétique
(φ1) de l'arrangement de capteurs, notamment un signal évaluant les modifications
et/ou quantifiant les modifications et/ou un signal électrique, lequel signal présente
une amplitude (U3) dépendant d'un troisième flux magnétique (Φ3), notamment un flux
magnétique à travers le premier détecteur de champ magnétique et/ou dépendant d'une
densité de surface (B3) dudit flux magnétique (Φ3), de telle sorte que le premier
signal de champ magnétique suit au moins une modification du troisième flux magnétique
(Φ3) et/ou de sa densité de surface (B3) avec une modification de l'amplitude (U3)
;
- et le circuit de transmetteur étant conçu pour recevoir et évaluer aussi bien les
premiers et les deuxièmes signaux de mesure de vibration que le premier signal de
champ magnétique (φ1), à savoir
-- pour déterminer, à l'aide des premiers et des deuxièmes signaux de mesure de vibration,
des valeurs mesurées, notamment numériques, représentant le débit massique
-- ainsi que pour déterminer, à l'aide du premier signal de champ magnétique, au moins
qualitativement, si un champ magnétique externe (H1), notamment un champ électrique
généré à l'extérieur du débitmètre massique Coriolis et/ou un champ magnétique généré
par un aimant positionné à l'extérieur du débitmètre massique Coriolis, est établi
à l'intérieur du transducteur, notamment pour déterminer s'il existe un dérangement
du transducteur par le même champ magnétique externe (H1), dérangement qui réduit
notamment la capacité de fonctionnement de l'arrangement de capteurs et/ou provoque
un dysfonctionnement de l'arrangement de capteurs et/ou réduit l'intégrité d'au moins
l'un parmi le premier et le deuxième signal de mesure de vibration ou des valeurs
mesurées de débit massique.
2. Débitmètre massique Coriolis selon la revendication 1, pour lequel le premier signal
de champ magnétique (φ1) est un signal analogique, notamment à valeur et à temps continus,
notamment avec une tension dépendant du troisième flux magnétique et/ou de sa densité
de surface (B3).
3. Débitmètre massique Coriolis selon la revendication précédente, pour lequel le circuit
de transmetteur est conçu pour calculer, à l'aide du premier signal de champ magnétique,
des valeurs caractéristiques pour au moins un indice de champ magnétique (MK1) caractérisant
notamment une influence de l'arrangement de capteurs par le champ magnétique externe
et/ou une influence d'au moins l'un parmi le premier et le deuxième flux magnétique,
notamment de telle sorte que le même indice de champ magnétique dépende d'un écart
du premier flux magnétique par rapport au deuxième flux magnétique et/ou évalue et/ou
quantifie le même écart ou que le même indice de champ magnétique dépende d'un écart
du premier flux magnétique par rapport à une valeur de référence déterminée au préalable
et/ou évalue et/ou quantifie le même écart.
4. Débitmètre massique Coriolis selon la revendication précédente, pour lequel le circuit
de transmetteur est conçu pour comparer une ou plusieurs valeurs caractéristiques
pour l'indice de champ magnétique respectivement avec une ou plusieurs valeurs caractéristiques
pour l'indice de champ magnétique, notamment déterminées par le fabricant du débitmètre
massique Coriolis et/ou lors de la fabrication du débitmètre massique Coriolis, notamment
avec une ou plusieurs valeurs de référence représentant une capacité de fonctionnement
réduite de l'arrangement de capteurs et/ou une ou plusieurs valeurs de référence représentant
un dysfonctionnement de l'arrangement de capteurs et/ou une ou plusieurs valeurs de
référence représentant un débitmètre massique Coriolis qui n'est plus intact.
5. Débitmètre massique Coriolis selon la revendication précédente, pour lequel le circuit
de transmetteur est conçu pour déterminer si une ou plusieurs valeurs caractéristiques
pour l'indice de champ magnétique (MK1) sont supérieures à ladite au moins une valeur
de référence pour l'indice de champ magnétique, notamment si une ou plusieurs valeurs
pour l'indice de champ magnétique est supérieure à une ou plusieurs valeurs de référence
représentant un fonctionnement réduit de l'arrangement de capteurs et/ou supérieure
à une ou plusieurs valeurs de référence représentant un dysfonctionnement de l'arrangement
de capteurs et/ou supérieure à une ou plusieurs valeurs de référence représentant
un débitmètre massique Coriolis qui n'est plus intact, et pour émettre un message
le signalant.
6. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes, pour lequel
le circuit de transmetteur comporte une mémoire de données électronique non volatile
(EEPROM), laquelle est conçue pour conserver des données numériques, notamment même
en l'absence d'une tension de fonctionnement appliquée, à savoir pour mémoriser une
ou plusieurs valeurs de référence déterminées au préalable pour l'indice de champ
magnétique.
7. Débitmètre massique Coriolis selon la revendication 3 et 6, pour lequel une ou plusieurs
valeurs de référence pour l'indice de champ magnétique - notamment une ou plusieurs
valeurs de référence représentant une capacité de fonctionnement réduite de l'arrangement
de capteurs et/ou notamment une ou plusieurs valeurs de référence représentant un
dysfonctionnement de l'arrangement de capteurs, déterminées au préalable, notamment
par le fabricant du débitmètre massique Coriolis et/ou lors de la fabrication du débitmètre
massique Coriolis et/ou lors du fonctionnement du débitmètre massique Coriolis - sont
stockées dans la mémoire électronique de données.
8. Débitmètre massique Coriolis selon la revendication précédente, pour lequel le circuit
de transmetteur est conçu pour comparer une ou plusieurs valeurs caractéristiques
pour l'indice de champ magnétique respectivement avec une ou plusieurs valeurs de
référence pour l'indice de champ magnétique stockées dans la mémoire de données.
9. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes, pour lequel
le premier détecteur de champ magnétique est monté sur le premier capteur de vibrations
(51) ou positionné à proximité de celui-ci, notamment à moins de 5 cm, notamment fixé
sur l'au moins un élément vibrant.
10. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes, lequel débitmètre
comprend en outre :
un boîtier de capteur (100), l'au moins un élément vibrant (10), le dispositif d'excitation
ainsi qu'au moins partiellement l'arrangement de capteurs étant logés à l'intérieur
du boîtier de capteur (100), notamment de telle sorte que l'au moins un élément vibrant
(10) est fixé au boîtier de capteur (100) et/ou que le premier détecteur de champ
magnétique est logé à l'intérieur du boîtier de capteur (100) et y est fixé.
11. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes, lequel débitmètre
comprend en outre :
un boîtier électronique (200), le circuit de transmetteur, notamment à la fois le
circuit de transmetteur et le premier détecteur de champ magnétique, étant logé(s)
à l'intérieur du boîtier électronique (200).
12. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes,
- pour lequel le premier capteur de vibrations est formé au moyen d'une première bobine
mobile et le deuxième capteur de vibrations est formé au moyen d'une deuxième bobine
mobile ; et/ou
- le premier détecteur de champ magnétique étant formé au moyen d'au moins une bobine
sans fer fixée sur au moins un élément vibrant ; et/ou
- le premier détecteur de champ magnétique étant formé au moyen d'au moins un capteur
à effet Hall ; et/ou
- le premier détecteur de champ magnétique étant formé au moyen d'au moins un interrupteur
à lames souples.
13. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes,
- pour lequel le premier capteur de vibrations présente un premier aimant permanent
relié mécaniquement à l'au moins un élément vibrant, notamment en formant le premier
point de mesure, ainsi qu'une première bobine sans fer,
-- le premier aimant permanent formant un premier entrefer guidant le premier flux
magnétique (B1) et la première bobine sans fer étant positionnée au moins partiellement
à l'intérieur du même premier entrefer,
-- et le premier aimant permanent et la première bobine sans fer étant conçus pour
être déplacés l'un par rapport à l'autre par des mouvements vibratoires de l'au moins
un élément vibrant et pour générer une première tension d'induction servant de premier
signal de mesure de vibration ; et
- pour lequel le deuxième capteur de vibrations présente un deuxième aimant permanent
relié mécaniquement à l'au moins un élément vibrant, notamment en formant le deuxième
point de mesure, ainsi qu'une deuxième bobine sans fer,
-- le deuxième aimant permanent formant un deuxième entrefer guidant le deuxième flux
magnétique (B2) et la deuxième bobine sans fer étant positionnée au moins partiellement
à l'intérieur du deuxième entrefer,
-- et le deuxième aimant permanent et la deuxième bobine sans fer étant conçus pour
être déplacés l'un par rapport à l'autre par des mouvements vibratoires de l'au moins
un élément vibrant et pour générer une deuxième tension d'induction servant de deuxième
signal de mesure de vibration.
14. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes,
- pour lequel l'arrangement de capteurs comprend, pour la détection du champ magnétique
(H), au moins un deuxième détecteur de champ magnétique (62), notamment de construction
identique au premier détecteur de champ magnétique et/ou monté sur le deuxième capteur
de vibrations (52) ou à proximité de celui-ci, lequel arrangement est conçu pour convertir
des modifications du champ magnétique au niveau d'un quatrième point de mesure éloigné
du troisième point de mesure, notamment également éloigné du premier point de mesure
et/ou du deuxième point de mesure, en un deuxième signal de champ magnétique (φ2)
de l'arrangement de capteurs, notamment un signal évaluant les modifications et/ou
un signal quantifiant les modifications et/ou un signal électrique, lequel signal
présente une amplitude (U4), laquelle dépend d'un quatrième flux magnétique (Φ4),
à savoir d'un flux magnétique à travers le deuxième détecteur de champ magnétique
et/ou d'une densité de surface (B4) dudit flux magnétique (Φ4), de telle sorte que
le deuxième signal de champ magnétique (φ2) suit au moins une modification du quatrième
flux magnétique (Φ4) et/ou de sa densité de surface (B4) avec une modification de
l'amplitude (U4) ;
- et pour lequel le circuit de transmetteur est conçu pour recevoir et évaluer également
le deuxième signal de champ magnétique (φ2), à savoir pour déterminer à l'aide également
du deuxième signal de champ magnétique si le champ magnétique externe (H1) est présent.
15. Débitmètre massique Coriolis selon l'une des revendications précédentes,
- pour lequel chacun parmi le premier et le deuxième composant utile présente respectivement
un angle de phase dépendant du débit massique et le circuit de transmetteur étant
conçu pour calculer les valeurs mesurées du débit massique à l'aide d'une différence
de phase entre le premier et le deuxième composant utile, à savoir une différence
entre l'angle de phase du premier composant utile et l'angle de phase du deuxième
composant utile ; et/ou
- le dispositif d'excitation présentant un excitateur de vibrations (41), notamment
électrodynamique et/ou unique, lequel dispositif est destiné à exciter en vibrations
l'au moins un tube de mesure ; et/ou
- l'au moins un élément vibrant étant formé au moyen d'au moins un tube, notamment
au moins partiellement droit et/ou au moins partiellement en forme d'arc de cercle,
avec un canal intérieur enveloppé par une paroi de tube, notamment métallique, et
un canal intérieur enveloppé par ladite paroi, et lequel dispositif est conçu pour
être traversé par le produit et être laissé vibrer pendant ce temps.